Comunicato Stampa

La nascita turbolenta di un quasar

ALMA svela i segreti della galassia più luminosa dell'Universo

15 Gennaio 2016

La galassia più luminosa che si conosca nell'Universo - il quasar W2246-0526, visto quando l'Universo aveva meno del 10% della sua età attuale - è così turbolenta da essere sul punto di espellere tutti i rifornimenti di quel gas che serve per formare nuove stelle, secondo le ultime osservazioni con il telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).

I quasar sono galassie distanti con un buco nero supermassiccio e molto attivo al centro che sputa fuori getti potenti di particelle e radiazione. La maggior parte dei quasar è molto brillante, ma una piccola frazione [1] di questi oggetti così energetici ricade nella categoria insolita degli Hot DOG, o Hot Dust-Obscured Galaxies (galassie calde e piene di polvere che assorbe la radiazione), tra cui la galassia WISE J224607.57-052635.0 [2], la galassia più luminosa che si conosca nell'Universo.

Per la prima volta, una squadra di scienziati, guidata da Tanio Díaz-Santos dell'Universidad Diego Portales di Santiago, Cile, ha sfruttato le capacità uniche di ALMA [3] per scrutare all'interno di W2246-0526 e tracciare il moto degli atomi di carbonio ionizzato tra le stelle della galassia.

"Grandi quantità di questo materiale interstellare sono state trovate in uno stato molto turbolento e dinamico, in corsa attraverso la galassia a circa due milioni di chilometri all'ora", spiega l'autore principale Tanio Díaz-Santos.

Gli astronomi credono che questo comportamento turbolento possa essere legato all'estrema luminosità della galassia. W2246-0526 emette tanta luce quanto 350 milioni di milioni di soli tutti insieme. Questo soprendente fulgore è alimentato da un disco di gas che si surriscalda mentre spiraleggia verso il buco nero supermassiccio al centro della galassia. La luce del disco di accrescimento incredibilmente luminoso nel centro di questo Hot DOG non sfugge direttamente, ma viene assorbita da una spessa coltre di polvere che lo circonda e che quindi ri-irradia l'energia sotto forma di luce infrarossa [4].

Questa potente sorgente infrarossa ha un impatto diretto e violento sull'intera galassia. La regione intorno al buco nero è almeno 100 volte più luminosa del resto della galassia combinata, e cosi rilascia una radiazione intensa ma localizzata in W2246-0526 che esercita una tremenda pressione sull'intera galassia [5].

"Sospettiamo che questa galassia sia in uno stadio di trasformazione, proprio a causa dell'enorme quantità di energia infrarossa", dice il coautore Peter Eisenhardt, Capo Scientifico del Progetto WISE al Jet Propulsion Laboratory della NASA in Pasadena, California

"ALMA ci ha mostrato che la fornace furiosa di questa galassia sta per far traboccare la pentola," aggiunge Roberto Assef, dell'Universidad Diego Portales e a capo delle osservazioni di ALMA.

Se queste condizioni di turbolenza continuano, l'intensa radaizione infrarossa farà ribollire (ed evaporare) l'intero contenuto di gas interstellare della galassia. Alcuni modelli di evoluzione galattica basati sui nuovi dati di ALMA indicano che il gas interstellare è già in esplusione dalla galassia, in tutte le direzioni.

"Se questo schema continua, è possibile che W2246 alla fine divenga un quasar più tradizionale", conclude Manuel Aravena, dell'Universidad Diego Portales. "Solo ALMA, con la sua risoluzione ineguagliata, ci può permettere di vedere questo oggetto ad alta definizione e scandagliare un episodio così fondamentale nella vita di questa galassia".

Note

[1] Solo uno ogni 3000 quasar osservati viene classificato come Hot DOG.

[2] Il nome completo di questo oggetto notevole è  WISE J224607.57-052635.0. Trovato dal telescopio della NASA WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer), il resto del nome indica la precisa ubicazione del quasar in cielo.

[3] ALMA ha la capacità, unico tra gli strumenti attuali, di rivelare la debolissima luce a lunghezze d'onda millimetriche che viene emessa naturalmente dagli atomi di carbonio.

[4] A causa dell'espansione dell'Universo la radiazione infrarossa di W2246-0526 viene spostata verso il rosso, cioè lunghezze d'onda millimetriche, più lunghe - a cui ALMA è molto sensibile - se osservato da Terra.

[5] Nella maggior parte degli altri quasar questo rapporto è più modesto. Il processo di interazione reciproca tra il buco nero centrale di una galassia e il resto del materiale che la compone viene chiamato dagli astronomi "feedback".

Ulteriori Informazioni

Questo lavoro è stato presentato nell'articolo "The Strikingly Uniform, Highly Turbulent Interstellar Medium of The Most Luminous Galaxy in the Universe”, di T. Díaz-Santos et al., che verrà pubblicato dalla rivista Astrophysical Journal Letters.

L'equipe è composta da T. Díaz-Santos (Universidad Diego Portales, Santiago, hile), R. J. Assef (Universidad Diego Portales, Santiago, Cile), A. W. Blain (University of Leicester, Regno Unito) , C.-W. Tsai (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA) , M. Aravena (Universidad Diego Portales, Santiago, Cile), P. Eisenhardt (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA), J. Wu (University of California Los Angeles, California, USA), D. Stern (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA) e C. Bridge (Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA).

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 16 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner principale di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

Links

• Research paper
• Photos of ALMA

Contatti

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Tanio Díaz-Santos
Universidad Diego Portales
Santiago, Chile
E-mail: tanio.diaz@mail.udp.cl

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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso1602.