- Pubblicato Mercoledì, 19 Novembre 2014 20:28
- Scritto da Elisabetta Bonora
Gli astronomi hanno scoperto un collegamento chiave tra alcuni quasar separati da distanze di miliardi di anni luce.
Utilizzando il Very Large Telescope (VTL) in Cile, un'equipe europea ha esaminato la polarizzazione proveniente da 93 quasar lontani, visti in un'epoca in cui l'Universo aveva circa un terzo dell'età attuale.
I quasar sono nucleo galattici estremamente luminosi che, al centro, contengono un buco nero supermassiccio molto attivo, circondato da dischi in rotazione di materiale molto caldo che spesso viene lanciato in lunghi getti allineati con l'asse di rotazione.
Il VLT ha svelato un bizzarro allineamento tra gli assi di rotazione di questi buchi neri del campione di quasar esaminato, che risultano curiosamente parelleli gli uni agli altri su distanze che raggiungono i miliardi di anni luce e tendono ad essere allineati con le vaste strutture della rete cosmica in cui essi risiedono.
"La prima cosa strana che abbiamo notato è stata che alcuni degli assi di rotazione dei quasar erano allineati tra di loro - nonostante questi quasar siano separati da miliardi di anni luce", ha affermato Damien Hutsemékers, dell'Université de Liège.
Il team, quindi, ha cercato di capire meglio e verificare se questi assi di rotazione fossero legati non solo tra di loro ma anche alla struttura su grande scala dell'Universo in quell'epoca cosmica.
La distribuzione delle galassie su scale di miliardi di anni luce, non è uniforme ma segue una rete cosmica di filamenti e grumi intorno a enormi vuoti dove le galassie sono rare. Questa disposizione bella e affascinante è nota come struttura a grande scala.
I nuovi risultati del VLT indicano che l'asse di rotazione dei quasar tende a essere parallelo alle strutture a grande scala a cui appartengono. E perciò, se i quasar si trovano in un lungo filamento, allora lo spin (asse di rotazione) del buco nero centrale punta lungo il filamento.
Sarà necessario un campione più grande ma i ricercatori stimano che la probabilità che questi allineamenti siano casuali è meno dell'1%.
"Nel caso delle galassie, gli assi di rotazione possono essere allineati a causa di una coppia generata dal campo gravitazionale delle strutture a grande scala. Ci aspettiamo che un meccanismo simile possa essere applicato a nuclei galattici attivi / quasar. Ma questo è da dimostrare", mi ha spiegato in una mail Hutsemékers, che ringrazio per la disponibilità.
"I buchi neri supermassicci evolvono con il tempo ma non è chiaro quale possa essere l'effetto sugli allineamenti", ha aggiunto in risposta ad una mia domanda circa l'evoluzione temporale di questi collegamenti.
"La presenza di correlazione tra l'orientazione dei quasar e la struttura a cui appartengono è una previsione importante dei modelli numerici di evoluzione dell'Universo. I nostri dati forniscono la prima conferma osservativa di questo effetto, su scale molto più grandi di quanto si sia osservato finora per le galassie normali", aggiunge Dominique Sluse dell'Argelander-Institut für Astronomie a Bonn, Germania e dell'Università di Liège.
Il team non ha osservato direttamente l'asse di rotazione o i getti dei quasar, ma ha misurato la polarizzazione della luce di ciascun quasar con FOR (FOcal Reducer and low dispersion Spectrograph), uno spettrografo montato sul VLT. FOR è un vero fiore all'occhiello, in grado di studiare i diversi oggetti astronomici in molti modi diversi. A lui va il merito di aver catturato alcune delle foto iconiche del VLT.
Per 19 dei quasar esaminati, i dati hanno mostrato un segnale polarizzato significativo. La direzione della polarizzazione, combinata con altre informazioni, è stata quindi usata per dedurre l'angolo del disco di accrescimento e da qui la direzione dell'asse di spin (rotazione) del quasar.
"L'allineamento nei nuovi dati, su scale anche più grandi delle attuali previsioni derivate dalla simulazioni, può suggerire che ci sia un ingrediente ancora non noto nei nostri modelli del cosmo", conclude Dominique Sluse.
Alignment of quasar polarizations with large-scale structures [abstract]
We have measured the optical linear polarization of quasars belonging to Gpc-scale quasar groups at redshift z ∼ 1.3. Out of 93 quasars observed, 19 are significantly polarized. We found that quasar polarization vectors are either parallel or perpendicular to the directions of the large-scale structures to which they belong. Statistical tests indicate that the probability that this effect can be attributed to andomly oriented polarization vectors is of the order of 1%. We also found that quasars with polarization perpendicular to the host structure preferentially have large emission line widths while objects with polarization parallel to the host structure preferentially have small emission line widths. Considering that quasar polarization is usually either parallel or perpendicular to the accretion disk axis depending on the inclination with respect to the line of sight, and that broader emission lines originate from quasars seen at higher
inclinations, we conclude that quasar spin axes are likely parallel to their host large-scale structures.
Press-release:
- http://www.eso.org/public/italy/news/eso1438/