Quasar

Poiché la luce si muove nel vuoto a una velocità finita, le osservazioni nelle spazio profondo consentono di gettare uno sguardo nel lontano passato dell’universo.
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 allontaneamento 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.

Ma quante ne sa il mio cane.

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