Comunicato Stampa

Scoperto il più distante quasar con potenti getti radio

08 Marzo 2021

Con l'aiuto del VLT (Very Large Telescope) dell'ESO (l'European Southern Observatory o Osservatorio Europeo Australe), alcuni astronomi hanno scoperto e studiato in dettaglio la sorgente di emissioni radio più distante finora conosciuta. La sorgente è un quasar "radio-brillante" - un oggetto luminoso con potenti getti che emettono a lunghezze d'onda radio - così lontano che la sua luce ha impiegato 13 miliardi di anni per raggiungerci. La scoperta potrebbe fornire importanti indizi per aiutare gli astronomi a comprendere l'Universo primordiale.

I quasar sono oggetti molto luminosi che si trovano al centro di alcune galassie e sono alimentati da buchi neri supermassicci. Quando il buco nero consuma il gas circostante, viene rilasciata una grande quantità di energia, consentendo agli astronomi di individuarli anche quando sono molto lontani.

Il quasar appena scoperto, chiamato P172+18, è così distante che la sua luce ha viaggiato per circa 13 miliardi di anni per raggiungerci: lo vediamo com'era quando l'Universo aveva appena 780 milioni di anni. Sebbene siano stati scoperti quasar più distanti, questa è la prima volta in cui gli astronomi riescono a identificare segni inequivocabili della presenza di getti radio in un quasar in un'epoca così vicina all'inizio della storia dell'Universo. Solo il 10% circa dei quasar - quelli che gli astronomi classificano come "radio-brillanti" - hanno getti, che brillano intensamente alle frequenze radio [1].

P172 + 18 è alimentato da un buco nero circa 300 milioni di volte più massiccio del Sole, che sta consumando gas a una velocità sbalorditiva. "Il buco nero sta divorando la materia molto rapidamente, crescendo in massa a uno dei tassi più alti mai osservati", spiega l'astronoma Chiara Mazzucchelli, borsista dell'ESO in Cile, che ha guidato la scoperta insieme con Eduardo Bañados del Max Planck Institute for Astronomy in Germania.

Gli astronomi pensano che ci sia un collegamento tra la rapida crescita dei buchi neri supermassicci e i potenti getti radio individuati in quasar come P172+18. Si pensa che i getti siano in grado di disturbare il gas intorno al buco nero, aumentando la velocità con cui il gas cade. Pertanto, lo studio dei quasar radio-brillanti può fornire importanti indicazioni sul modo in cui i buchi neri nell'Universo primordiale sono cresciuti fino alle loro dimensioni supermassicce così rapidamente subito dopo il Big Bang.

"Trovo esaltante scoprire 'nuovi' buchi neri per la prima volta e fornire un ulteriore elemento costitutivo per comprendere l'Universo primordiale, da dove veniamo e, in ultima analisi, per capire noi stessi", afferma Mazzucchelli.

P172 + 18 è stato inizialmente riconosciuto come quasar lontano, dopo essere stato precedentemente identificato come sorgente radio, al Telescopio Magellano dell'Osservatorio Las Campanas in Cile da Bañados e Mazzucchelli. "Non appena abbiamo ottenuto i dati, ci è bastata un'occhiata per capire subito di aver scoperto il quasar radio-brillante più distante conosciuto finora", dice Bañados.

Tuttavia, a causa del breve tempo di osservazione, l'equipe non disponeva di dati sufficienti per studiare in dettaglio l'oggetto. È seguita una raffica di osservazioni con altri telescopi, incluso lo strumento X-shooter sul VLT dell'ESO, che ha permesso loro di scavare più a fondo nelle caratteristiche di questo quasar, inclusa la determinazione delle proprietà chiave come la massa del buco nero e la velocità con cui sta mangiando materia da ciò che lo circonda. Altri telescopi che hanno contribuito allo studio includono il VLA (Very Large Array) del National Radio Astronomy Observatory e il Keck Telescope negli Stati Uniti.

Il gruppo di ricerca è entusiasta della propria scoperta, che apparirà sulla rivsita The Astrophysical Journal, ma è anche convinto che questo quasar radio-brillante sia il primo di una lunga serie, che forse potrebbe arrivare a distanze cosmologiche ancora maggiori. "Questa scoperta mi rende ottimista e credo - e spero - che il record di distanza sarà presto battuto", dice Bañados.

Le osservazioni con strutture come ALMA, di cui l'ESO è un partner, e con il futuro ELT (Extremely Large Telescope) dell'ESO potrebbero aiutare a scoprire e studiare in dettaglio un grande numero di questi oggetti dell'Universo primordiale.

Note

[1] Le onde radio utilizzate in astronomia hanno frequenze comprese tra circa 300 MHz e 300 GHz.

Ulteriori Informazioni

Questi risultati sono presentati nell'articolo “The discovery of a highly accreting, radio-loud quasar at z=6.82” pubblicato dalla rivista The Astrophysical Journal.

L'equipe è composta da Eduardo Bañados (Max-Planck-Institut für Astronomie [MPIA], Germania, e The Observatories of the Carnegie Institution for Science, USA), Chiara Mazzucchelli (European Southern Observatory, Cile), Emmanuel Momjian (National Radio Astronomy Observatory [NRAO], USA), Anna-Christina Eilers (MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, USA), Feige Wang (Steward Observatory, University of Arizona, USA), Jan-Torge Schindler (MPIA), Thomas Connor (Jet Propulsion Laboratory [JPL], California Institute of Technology, USA), Irham Taufik Andika (MPIA e International Max Planck Research School for Astronomy & Cosmic Physics at the University of Heidelberg, Germania), Aaron J. Barth (Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine, USA), Chris Carilli (NRAO and Astrophysics Group, Cavendish Laboratory, University of Cambridge, UK), Frederick Davies (MPIA), Roberto Decarli (INAF Bologna — Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio, Italia), Xiaohui Fan (Steward Observatory, University of Arizona, USA), Emanuele Paolo Farina (Max-Planck-Institut für Astrophysik, Germania), Joseph F. Hennawi (Department of Physics, Broida Hall, University of California, Santa Barbara, USA), Antonio Pensabene (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Alma Mater Studiorum, Universita di Bologna, Italy e INAF Bologna), Daniel Stern (JPL), Bram P. Venemans (MPIA), Lukas Wenzl (Department of Astronomy, Cornell University, USA e MPIA) e Jinyi Yang (Steward Observatory, University of Arizona, USA).

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e di gran lunga l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 16 paesi: Austria, Belgio, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Irlanda, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile e l'Australia come partner strategico. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner principale di APEX e di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente, sulla piana di Chajnantor. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'Extremely Large Telescope o ELT (significa Telescopio Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

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Contatti

Chiara Mazzucchelli
European Southern Observatory
Vitacura, Chile
E-mail: Chiara.Mazzucchelli@eso.org

Eduardo Bañados
Max-Planck-Institut für Astronomie
Heidelberg, Germany
E-mail: banados@mpia.de

Bárbara Ferreira
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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso2103.