Più brillante e in più rapida crescita: Gli astronomi identificano il quasar che batte tutti i record

19 febbraio 2024

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da ESO

Utilizzando il Very Large Telescope (VLT) dell'Osservatorio Europeo Meridionale (ESO), gli astronomi hanno caratterizzato un luminoso quasar, scoprendo che non solo è il più luminoso del suo genere, ma è anche l'oggetto più luminoso mai osservato. I quasar sono i nuclei luminosi delle galassie remote, e sono alimentati da buchi neri supermassicci.

Il buco nero in questo quasar che batte ogni record sta aumentando di massa equivalentemente a un sole al giorno, rendendolo il buco nero a crescita più rapida fino ad oggi.

I buchi neri che alimentano i quasar raccolgono materia dal loro ambiente in un processo energetico che emette vaste quantità di luce. Così tanto da rendere i quasar alcuni degli oggetti più luminosi nel nostro cielo, tanto che anche quelli più lontani sono visibili dalla Terra. Generalmente, i quasar più luminosi indicano i buchi neri supermassicci a crescita più rapida.

"Abbiamo scoperto il buco nero a crescita più rapida conosciuto fino ad oggi. Ha una massa di 17 miliardi di soli e mangia poco più di un sole al giorno. Questo lo rende l'oggetto più luminoso nell'universo conosciuto", afferma Christian Wolf, un astronomo presso l'Università Nazionale Australiana (ANU) e autore principale dello studio pubblicato su Nature Astronomy. Il quasar, chiamato J0529-4351, è talmente lontano dalla Terra che la sua luce ha impiegato oltre 12 miliardi di anni per raggiungerci.

La materia che viene attratta verso questo buco nero, sotto forma di un disco, emette così tanta energia che J0529-4351 è oltre 500 trilioni di volte più luminoso del sole. "Tutta questa luce proviene da un disco di accrescimento caldo che misura sette anni luce di diametro—deve essere il disco di accrescimento più grande dell'universo", dice Samuel Lai, studente di dottorato presso ANU e coautore. Sette anni luce corrispondono a circa 15.000 volte la distanza dal sole all'orbita di Nettuno.

Notevolmente, questo quasar che batte ogni record era stato nascosto alla vista di tutti. "È una sorpresa che sia rimasto sconosciuto fino ad oggi, quando già conosciamo circa un milione di quasar meno impressionanti. Ci è stato sotto gli occhi fino ad ora", afferma l'astronomo ANU Christopher Onken, coautore. Ha aggiunto che quest'oggetto è comparso in immagini del Survey del cielo meridionale Schmidt ESO risalenti al 1980, ma è stato riconosciuto come quasar solo decenni più tardi.

Trovare quasar richiede dati osservativi precisi da ampie aree del cielo. I dataset risultanti sono così ampi che ricercatori spesso utilizzano modelli di apprendimento automatico per analizzarli e distinguere i quasar da altri oggetti celesti.

Tuttavia, questi modelli sono formati su dati esistenti, il che limita i potenziali candidati a oggetti simili a quelli già conosciuti. Se un nuovo quasar è più luminoso di qualsiasi altro osservato in precedenza, il programma potrebbe rifiutarlo e classificarlo invece come una stella non troppo distante dalla Terra.

Un'analisi automatica dei dati del satellite Gaia dell'Agenzia Spaziale Europea ha scartato J0529-4351 per la sua luminosità eccessiva per essere un quasar, suggerendolo invece come stella. I ricercatori lo hanno identificato come un quasar remoto l'anno scorso grazie ad osservazioni condotte con il telescopio da 2,3 metri dell'ANU presso l'Osservatorio di Siding Spring in Australia.

Tuttavia, scoprire che era il quasar più luminoso mai osservato ha richiesto un telescopio più grande e misurazioni da uno strumento più preciso. Lo spettrografo X-shooter sul VLT dell'ESO nel deserto cileno di Atacama ha fornito dati cruciali.

Il buco nero a crescita più rapida mai osservato sarà anche un bersaglio perfetto per l'aggiornamento GRAVITY+ sul VLTI dell'ESO, progettato per misurare con precisione la massa dei buchi neri, inclusi quelli molto distanti dalla Terra. Inoltre, il Telescopio Estremamente Grande (ELT) dell'ESO, un telescopio da 39 metri ancora in fase di costruzione nel deserto cileno di Atacama, renderà ancora più fattibile l'identificazione e la caratterizzazione di tali oggetti sfuggenti.

Scoprire e studiare i buchi neri supermassicci remoti potrebbe far luce su alcuni dei misteri dell'universo primordiale, inclusi come si sono formati ed evoluti insieme alle loro galassie ospitanti. Ma non è l'unica ragione per cui Wolf li cerca. "Personalmente, mi piace semplicemente inseguirli," dice. "Per qualche minuto al giorno, posso sentirmi di nuovo come un bambino, giocando a caccia al tesoro, e adesso metto sul piatto tutto ciò che ho imparato finora".

Informazioni sulla rivista: Nature Astronomy

Fornito da ESO