Un team internazionale di astronomi dell'Università di Pechino e dell'Università dell'Arizona ha individuato SDSS J0100 + 2802, il nuovo quasar conosciuto più brillante dell'Universo primordiale, alimentato da un mostruoso buco nero.
La scoperta rappresenta un importante passo in avanti per comprendere l'evoluzione di questi nuclei galattici attivi appena 900 milioni di anni dopo il Big Bang.
I loro risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature.
SDSS J0100 + 2802, che si trova 12,8 miliardi di anni luce dalla Terra, ha la luminosità di 420.000 miliardi di soli e il buco nero centrale ha una massa di 12 miliardi di masse solari.
Viste le dimensioni, l'oggetto rappresenta anche un vero e proprio puzzle per la teoria sull'evoluzione dei buchi neri nell'Universo primordiale.
"Come può un quasar così luminoso ed un buco nero così massiccio formarsi nelle prime fasi di vita dell'Universo, in un'epoca in cui le prime stelle e galassie erano appena emerse?", si chiede Xiaohui Fan, professore di Astronomia presso lo Steward Observatory della UA, co-autore del documento. "E' qual è il rapporto tra questo mostruoso buco nero e l'ambiente circostante, compresa la sua galassia ospite?", aggiunge.
Questo quasar è temporalmente collocato verso la fine di periodo cosmico noto come " epoca della reionizzazione", il cui inizio è stato recentemente ricollocato 100 milioni di anni più tardi del previsto dai risultati di Planck e segna la fine del cosiddetto Medioevo Cosmico cioè di quei secoli bui in cui l'Universo, anche se ormai rarefatto e trasparente rispetto all'epoca precedente, era ancora troppo caldo ed omogeneo affinchè si formassero le stelle.
cioè di quei secoli bui in cui l'Universo era diventato di nuovo troppo denso perché le stelle riuscissero a brillare.
I primi quasar vennero scoperti negli anni sessanta da Allan Sandage ed altri studiosi con i radiotelescopi. Sono gli oggetti più potenti al di fuori della Via Lattea e irraggiano grandi quantità di energia nello spazio prodotta dal buco nero supermassiccio centrale che risucchia la materia circostante.
Grazie alle nuove tecnologie e metodi di indagine, gli astronomi hanno catalogato più di 200.000 quasar, di età compresa da 0,7 miliardi di anni dopo il Big Bang ed oggi.
SDSS J0100+2802. La foto sullo sfondo mostra la cupola dello Yunnan Observatory.
Credit: Zhaoyu Li/Shanghai Observatory
Il nuovo quasar è sette volte più luminoso di quello che era il quasar più distante fino ad oggi (che si trova a 13 miliardi di anni luce) e con il suo buco nero da 12 miliardi di masse solari, è diventato anche quello con il buco nero più massiccio tra i quasar ad alto redshift (molto distanti).
"In confronto, la nostra galassia, la Via Lattea, ha un buco nero con una massa di soli 4 milioni di masse solari al centro, il buco nero che alimenta questo nuovo quasar è 3.000 volta più pesante," ha detto Fan.
L'oggetto è stato inizialmente notato da Feige Wang, uno studente dell'Università di Pechino, e supervisionato da Fan e dal proffessor Xue-Bing Wu, sempre dell'Università di Pechino, autore principale dello studio.
Il metodo utilizzato è stato ideato da Xue-Bing Wu, professore del Dipartimento di Astronomia, Facoltà di Fisica all'Università di Pechino e direttore associato dell'Istituto Kavli di Astronomia e Astrofisica, partendo dai dati fotometrici nella banda della luce visibile e nel vicino infrarosso, con particolare attenzione a quelli prodotti dalla Sloan Digital Sky Survey e dal satellite Wide-Field Infrared Explorer (WISE) della NASA.
E' stato scovato grazie alle osservazioni con il telescopio da 2,4 metri di diametro Lijiang (LJT) nello Yunnan (Cina), "e siamo molto orgogliosi", ha detto Wang. "La natura ultraluminosa di questo quasar ci permetterà di prendere misurazioni senza precedenti sulla temperatura, lo stato di ionizzazione ed i metalli contenuti nel mezzo intergalattico all'epoca di reionizzazione".
Dopo la scoperta iniziale, il Multiple Mirror Telescope da 6,5 metri (MMT), il Large Binocular Telescope (LBT) in Arizona (USA) hanno fatto il lavoro più duro per determinare la distanza e la massa del buco nero; il Magellan Telescope dell'Osservatorio di Las Campanas in Cile e, infine, il telescopio Gemini North da 8,2 metri sul Mauna Kea, Hawaii, hanno preso delle osservazioni supplementari confermando i risultati.
Per Christian Veillet, direttore dell'Osservatorio Large Binocular Telescope, questa scoperta dimostra sia la potenza delle collaborazioni internazionali che il grande vantaggio di utilizzare una varietà di strutture sparse in tutto il mondo.
Per svelare ulteriormente la natura di SDSS J0100 + 2802 e far luce sui processi fisici che hanno portato alla formazione dei primi buchi neri supermassicci, il team di ricerca effettuerà ulteriori indagini su questo quasar con altri telescopi internazionali, tra cui il Chandra X-ray.
Riferimenti: -
http://phys.org/news/2015-02-monster-black-hole-cosmic-dawn.html
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