Scoperto il getto di raggi X più lontano mai osservato

Il telescopio spaziale statunitense Chandra ha osservato un lampo di raggi X proveniente da un buco nero supermassiccio distante 12.4 miliardi di anni luce dal nostro pianeta. Si tratta del lampo a raggi X più distante mai osservato e può aiutare gli astronomi a far luce sulla presenza e la nascita dei buchi neri supermassicci nel giovane Universo.
I buchi neri supermassicci risiedono al centro di quasi ogni galassia; proprio oggi ne è stato scoperto uno incredibilmente grande al centro di una galassia relativamente minuscola. Questi mostri cosmici attirano con una forza enorme moltissima materia verso di loro. Questa materia assume una velocità e una temperatura molto elevate, dando inizio al fenomeno dei quasar. L'energia rilasciata mentre le particelle cadono verso il buco nero viene poi espulsa nello spazio sotto forma di improvvisi ed energetici lampi che possono interagire con campi magnetici e fotoni formando getti di radiazioni.

Immagine di GB 1428+4217 alle lunghezze d'onda delle onde radio.

Gli elettroni, muovendosi velocemente sotto forma di getti, possono imbattersi nei fotoni di sottofondo lasciati poco dopo il Big Bang, collegati alla radiazione cosmica di fondo. Quando gli elettroni si scontrano con questi fotoni, spostano l'energia di questi ultimi nella gamma di raggi X,

La ricerca è stata condotta da un team internazionale i cui risultati sono apparsi di recente in un'edizione dell'Astrophysical Journal Letters.

«Siamo molto contenti di questi risultati non solo perché detengono il record, ma perché ben pochi getti di raggi–X sono stati scoperti finora nel giovane universo» ha commentato Teddy Cheung della National Academy of Sciences.

Immagine di GB 1428+4217 alle lunghezze d'onda dei raggi X.

«Dato che la luminosità del getto di raggi X dipende, tra le altre cose, dalla velocità con cui gli elettroni si stanno allontanando dal buco nero, scoperte come il getto del quasar GB 1428+4217 ci dicono qualcosa sull'ambiente attorno ai buchi neri supermassicci e sulle loro galassie madri» ha aggiunto Lukasz Stawarz delle Japan Aerospace Exploration Agency di Kanagawa.

Questo quasar proviene da quando l'Universo aveva appena il 10% della sua età attuale, e all'epoca la radiazione cosmica di fondo era molto più intensa di oggi. Proprio per questo il getto risulta molto luminoso in relazione alla sua distanza reale.

«Siamo stati fortunati che l'universo ci ha dato questo amplificatore naturale e che ci permette di rilevare questo oggetto con periodi di esposizione relativamente brevi» ha commentato Aneta Siemiginowska dell'Harvard Smithsonian Center for Astrophysics di Cambridge. «Altrimenti avremmo potuto mancare questi importanti processi fisici che stanno accadendo ad enormi distanze dalla Terra».

Oltre alla radiazione cosmica di fondo, è stata suggerita l'ipotesi che la radiazione degli elettroni abbia compiuto dei percorsi a spirale attorno alle linee del campo magnetico nel getto, ma il team si è subito schierato dalla parte della prima alternativa.

Il precedente detentore del record distava 12.2 miliardi di anni luce. Era stato scoperto dallo stesso team che ha osservato GB 1428 e che ha anche osservato un altro quasar distante 12 miliardi di anni luce.

Un altro getto è stato scoperto attorno alla stessa sorgente alle lunghezze d'onda delle onde radio. Il getto è stato osservato dal Very Large Array.

I lampi di particelle che producono questi getti di raggi X sembrano muoversi più lentamente rispetto ad altre galassie meno lontane. Ciò potrebbe essere motivato dal fatto che questi getti sono meno energetici già in partenza oppure sono stati rallentati dall'ambiente circostante.

Il getto potrebbe estendersi per oltre 230 mila anni luce, ossia il doppio del diametro della nostra galassia. Finora è stato osservato da un solo lato, sia da Chandra che dal VLA. Si pensa che il getto sia puntato quasi direttamente verso di noi.

Osservazioni ottenute con diversi radiotelescopi hanno confermato la presenza di un getto molto più ristretto – di "appena" 1900 anni luce – che è puntato in una direzione simile al getto di raggi X.

© immagini

X-ray: NASA/CXC/NRC/C.Cheung et al; Optical: NASA/STScI; Radio: NSF/NRAO/VLA

Fonte

arXiv:1208.0584v1