venerdì 20 dicembre 2013

Quasi stelle, ma anche no

Quando un non-addetto-ai-lavori si avvicina all'astrofisica ci sono tante cose che vorrebbe chiedere all'addetto-ai-lavori. Ma solitamente si finisce sempre con parlare di materia oscura, energia oscura e con una botta di vita magari di buchi neri. Insomma, tutta roba di cui sappiamo poco o nulla se non che esiste (?).
Ma se da un lato più o meno tutti sanno di cosa si tratta quando si nominano queste strane cose di cui non sappiamo assolutamente nulla, quando invece si parla di cose che si studiano da decenni ci facciamo soltanto affascinare dal solito nome fuori dall'ordinario. E a volte non si sa esattamente di cosa si stia parlando.
A questo punto è chiaro che stia per fare un esempio. Già, per esempio, parliamo dei quasar. Forse pensate che siano meno affascinanti dei buchi neri? Beh, se lo pensate vi farò cambiare idea per una ragione molto semplice (che vi spiegherò dopo).
Comunque, torniamo a noi. I quasar.

Come da titolo, quasar non è altro che un acronimo: "QUASi stellAR object".  Cioè, quindi sono stelle? Assolutamente no. Si pensava fossero stelle. Infatti quando furono scoperti la prima volta intorno agli anni sessanta gli astronomi non osservavano altro che un oggetto puntiforme usando un normale telescopio, esattamente quello che si osserva quando si guarda una stella. La realtà del quasar viene rivelata però a differenti lunghezze d'onda. Per esempio osservando quel puntino luminoso con un radio telescopio oppure ai raggi-X. Questo è esattamente quello che accadde quando i quasar furono scoperti per la prima volta. Non solo. Se si osserva l'emissione di un quasar (il cosiddetto spettro) ebbene esso non ha niente a che vedere con quello di una normale stella. E quindi forse non è proprio con una stella che si ha che fare.
Per dimostrarvi che non vi racconto bugie, inserisco una bella fotografia (in banda ottica) che ritrae il primo quasar scoperto della storia chiamato 3C273 (e, bisogna dirlo, scoperto da Allan Sandage) dove potrete notare le inesistenti differenze da una stella.

Quasar 3C273 osservato in ottico (Fonte: http://svendfreytag-astroimaging.com)

E se invece, per esempio osiamo osservarlo in, che ne so, raggi-X? Già fatto. E cosa si osserva? Ecco a voi:

3C273 visto dal satellite Chandra della NASA (Fonte:chandra.harvard.edu).
Si vedono dei jet!
Apro parentesi. Questa cosa, lasciatemelo dire prima di spiegarvi cosa accade, è fantastica. Cioè, pensateci un secondo sopra. Noi quando osserviamo il cielo stellato che tanto ci fa essere romantici in fondo vediamo solo la radiazione in una piccola regione dello spettro elettromagnetico. In realtà, c'è molto di più. Ricordatevelo, c'è molto di più. Ed è fantastico. Chiusa parentesi.
Inoltre, non l'avevo ancora detto, ma questi oggetti mostrano uno spostamento verso il rosso molto alto. Quindi sono non solo al di fuori della nostra galassia, ma sono altre galassie!
Dunque, chiaramente, non abbiamo a che fare con una stella. Tuttavia il nome quasar è rimasto.
Ricapitolando, quello che accade è che in queste galassie esiste qualche meccanismo che le fa essere tremendamente potenti sotto il punto di vista dell'emissione di radiazione. Tanto potenti che, nel caso ad esempio di 3C273, non siamo riusciti a capire subito che si trattasse di una galassia poiché l'emissione energetica era completamente dominata da questo misterioso meccanismo di cui andremo a parlare tra pochissimo.

Dunque la domanda giusta adesso è la seguente: cosa c'è in quelle galassie in grado di sprigionare un'energia luminosa anche centinaia di volte più potente di quelle di una galassia normale?
Bella domanda.
Si pensa che il responsabile di questo "spreco" di energia sia proprio un buco nero posto al centro delle galassie. La materia nelle zone centrali cade sul buco nero e questo accrescimento sprigiona l'energia che osserviamo. Probabilmente, a causa della presenza di forti campi magnetici, questa energia viene sprigionata in direzioni particolari dando vita ai famosi jet. Ovviamente i buchi neri di cui stiamo parlando non sono semplici buchi neri. Si tratta di buchi neri milioni (o anche miliardi) di volte più massivi del Sole!
Ottimo. Ma sono sicuro che questa cosa non vi ha lasciato indifferenti. Infatti sono certo che avrete pensato che anche la Via Lattea ha un buco nero centrale un milione di volte più massivo del Sole: è la nostra Galassia un quasar?
La risposta é: no. Ma magari lo è stato in passato allora?
La risposta in questo caso è: non lo sappiamo. Forse sì. O forse no. Magari un giorno lo scopriremo.
Inoltre c'è da aggiungere una cosa alla risposta a questa domanda. Tutti i quasar osservati si trovano a grande distanza da noi. Ora, siccome la velocità della luce non è infinita e l'universo in aggiunta si espande, la luce di un quasar lontano ci mette un certo quantitativo di anni per raggiungerci. Quindi vuol dire che non osserviamo i quasar come sono oggi, ma piuttosto come erano in passato. Ovvero più si guarda lontano più si guarda indietro nel tempo.
Quindi di conseguenza possiamo dire che se i quasar si trovano praticamente tutti a grande distanza allora vuol dire che erano più comuni in passato che al tempo d'oggi.
Una bella domanda sarebbe ora: ma come mai?
Questa non è una bella domanda. E' una straordinariamente difficile domanda a cui rispondere!
Praticamente non si sa. Forse l'attività nucleare è solo una fase della vita delle galassie, come l'adolescenza, se volete!

Ah, dimenticavo. Non ci sono solo i quasar. C'è una miriade di galassie (tutte classificate con nomi diversi che non vi sto ad elencare) che presentano segni di enorme emissione energetica. C'è chi emette in maniere assurda in onde radio, chi in raggi-X, chi ha la controparte ottica puntiforme (i quasar, appunto), eccetera, eccetera.
Gli astrofisici hanno chiamato queste galassie con un nome solo, in definitiva: galassie attive.
Se vi capita di andare in giro per conferenze o leggere articoli di astronomia troverete scritto l'acronimo "AGN" (Active Galactic Nuclei) quando si parla della grande famiglia di super-galassie a cui, tra l'altro, appartengono anche i quasar come sotto categoria.
Se abbiamo parlato solo di quasar è perché sono stati i primi ad essere stati scoperti e inoltre hanno fornito l'ispirazione per il titolo.
Insomma, cari appassionati di astronomia voi avete perfettamente ragione: la materia oscura, l'energia oscura sono affascinanti, non v'è dubbio alcuno. E sono anche delle sfide davvero appassionanti per le capacità umane di comprendere la Natura. Ma l'astronomia non è solo questo. Ci sono parecchie altre cose su cui gli astrofisici si spaccano la testa che sono altrettanto interessanti. Anzi, vi dirò di più. Forse sono più interessanti. Perché in realtà gli AGN non sono ancora stati perfettamente compresi, vero, ma almeno li osserviamo e magari potrebbero darci una mano a capire ancora meglio come si è evoluto l'universo. E chissà magari anche a gettare luce sui buchi neri.
E poi, comunque, il vero motivo per cui ho scritto questo post è il seguente: i quasar non sono altro che galassie. Certo, speciali galassie; magari galassie un po' birichine, ma sempre galassie. Non lo dimenticate.


P.S. Per approfondire ecco qualche bel link:
http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/quasar.html
http://chandra.harvard.edu/xray_sources/quasars.html