E guardando nel profondo dell’universo si scorge qualcosa che somiglia ad una stella, ma stella non è.
E’
una intensa e confusa sorgente luminosa
puntiforme che mostra un grande spostamento
verso il rosso, in linea con il modello standard
del Big Bang e la supposizione che i loro
redshift (fenomeno di allontanamento della
frequenza della stella dall’osservatore) sono
dovuti principalmente all’espansione
dell’universo.
Questo significa che questi oggetti sono molto
distanti, maledettamente distanti e devono
emettere tanta energia paragonabile a dozzine di
galassie.
Cosa sono – mi domanda il mio cane che apparentemente sembrava che dormisse sotto la mia scrivania.
Sono i quasar.
I qua-cosa? – mi balbetta il mio cane facendo finta di non sapere.
Quasar, proprio così.
Sono gli oggetti più luminosi dell’universo
osservabile.
I quasar sono uno degli oggetti più misteriosi
ed altrettanto straordinari del cosmo. Le
caratteristiche che vengono loro attribuite
arrivano a sfidare le capacità
dell’immaginazione umana e la loro vera natura è
ancora tutta da comprendere.
Ma vado per ordine così ti spiego la natura
di questi oggetti.
La scoperta di questi corpi incredibili risale
alla fine del 1962 quando gli astronomi
scoprirono una classe di oggetti capaci di
generare un’emissione radio intensissima e
fortemente concentrata dall’aspetto stellare. Il
successivo studio più particolareggiato di
questi oggetti, però, mise in evidenza strane
anomalie che, contrariamente alle apparenze
iniziali, rivelarono non essere affatto stelle.
La loro caratteristica è di emettere la
stessa quantità di radiazione in quasi tutto lo
spettro elettromagnetico, dalle onde radio ai
raggi X e gamma.
Di conseguenza questi corpi celesti furono
battezzati con il termine quasar, appunto
dall’abbreviativo quasi stellar radio source.
(contrazione di QUASi-stellAR radio source,
radiosorgente quasi stellare).
Oltre alla notevole emissione radio, infatti, risultò che questi oggetti, ad un’attenta analisi della loro luce con uno spettroscopio, dovevano essere anche estremamente lontani: le prime stime attribuivano loro distanze superiori al miliardo di anni luce e ad alcuni di essi, in particolare, si arrivava addirittura a 15 miliardi di anni luce.
Allora cosa sono questi oggetti misteriosi? – mi domanda ancora il mio cane
Da queste prime caratteristiche apparve chiaro che per essere così visibili a simili distanze il loro splendore doveva essere smisurato. Valutando, infatti, la magnitudine assoluta del quasar 3C 273, venne fuori che il suo valore era pari a circa 1000 miliardi di volte lo splendore del Sole. Questo significava che il suo splendore era superiore anche a quello di una intera galassia composta da miliardi di stelle.
Quindi un quasar è la esplosione di una intera galassia? – ipotizza il mio sapiente cane
Non proprio.
Questa luminosità, infatti, sembra venire
sprigionata in un volume relativamente piccolo.
Le osservazioni fatte con i più potenti
telescopi continuano a mostrare i quasar non
come oggetti estesi, come può esserlo una
galassia o un ammasso stellare, ma come singole
stelle, pur non essendo stelle. Si calcola in
pratica che essi contengano una massa pari a
decine di milioni di volte quella del Sole
racchiusa in una zona di spazio dal diametro di
qualche migliaio di anni luce.
Ma non è tutto: nel 1963 si rilevò che i quasar
subivano anche variazioni della loro luminosità.
L’importanza di questa osservazione ebbe un
notevole valore in quanto questo riduceva ancora
di più le dimensioni ipotetiche dei quasar.
Cosa sta a significare questo? – mi incalza il mio cane
Sta a significare che i quasar si comportano
in modo differenti da altri astri agonizzanti.
Nel 1966, infatti, si scoprì che il quasar 3C
446 aveva subito un aumento della sua luminosità
di ben 3,2 magnitudini in un periodo di soli 10
mesi. Nonostante questo quasar fosse miliardi di
volte più luminoso del Sole, è stato quindi
capace di aumentare ulteriormente il suo
splendore di ben 20 volte in maniera fulminea.
Non ho capito nulla – mi rimprovera il mio fedele amico.
Allora ti voglio stupire ancora di più.
Se vogliamo comprendere bene che genere di luce
emana un quasar immaginiamo di posizionarne uno
a 10 parsec di distanza dalla Terra (32,6 anni
luce).
A quella distanza il nostro cielo notturno
verrebbe pervaso da un fascio luminoso,
proveniente da un singolo punto, ben 100 volte
più intenso del Sole ed in grado di nascondere
alla nostra vista, tutte le restanti stelle
della volta celeste.
I quasar, riassumendo, non possono essere considerati ammassi di stelle di tipo galattico in quanto troppo compatti, la loro variabilità luminosa indica dimensioni relativamente piccole e l’energia che sono in grado di emettere è pari a circa 10.000 miliardi di volte superiore a quella emessa dal Sole nello stesso lasso di tempo.
Falla corta – mi implora il mio cane – dimmi cosa sono in realtà questi quasar, altrimenti me ne vado nella mia cuccia.
Mi dispiace darti una delusione. La tua
domanda rimane tuttora senza una risposta
precisa. Gli scienziati sono ancora nel campo
delle ipotesi.
Devi accontentarti di quello che ora ti dico.
Si ritiene che un quasar sia composto essenzialmente da tre parti: una zona centrale di circa due mesi luce di diametro (120 volte il diametro del sistema solare), con una massa pari ad un milione di volte quella solare; da un involucro gassoso ad avvolgere la zona centrale, che si estenderebbe fino a circa 3000 anni luce dal suo centro e da una corona di particelle che ingloba tutto il quasar, responsabile dell’emissione radio.
In conclusione posso dirti che la teoria più
accreditata, invece, riguardo la loro natura è
quella esposta da L. Gratton nel 1967.
Partendo dal fatto che i quasar, pur essendo più
piccoli di una galassia sono miliardi di volte
più luminosi del Sole ed un milione di volte più
pesanti, suppose che essi, espandendosi
attraverso una serie di stati di equilibrio, in
un tempo di qualche centinaia di milioni di
anni, arrivino a diventare una nube fredda di
gas dalla quale, in un certo momento,
inizierebbero a formarsi le stelle.
A lungo andare questo straordinario corpo
celeste si trasformerebbe in un aggregato di
stelle sempre più massiccio: i quasar
diventerebbero, in definitiva, vere e proprie
galassie.
Facciamo così – mi conclude il mio
fedele amico – Mi viene più facile ritenere
che l’enorme luminosità dei quasar è spiegata
come il risultato della frizione causata da gas
e polveri che cadono in un buco nero
supermassiccio formando un disco di
accrescimento, meccanismo che può convertire
circa la metà della massa di un oggetto ad alta
energia.
Questa ipotesi potrebbe essere spiegata –
prosegue convinto il mio cane – dal fatto
che i quasar appartengono, per la loro
lontananza, alle orgini dell’universo quando
probabilmente c’era molta materia che cadeva in
un super buco nero.
Che abbia ragione lui?
Questo significherebbe che è possibile che la
maggior parte delle galassie, compresa la nostra
Via Lattea, siano passate attraverso una fase di
quasar e siano adesso quiescenti per mancanza di
rifornimento di materia del buco nero.
Significherebbe inoltre che un quasar si possa
riaccendere se nuova materia viene sospinta
verso il centro della galassia.
D’altra parte questo è quello che succede in
molte galassie interagenti.