Nuclei galattici: nuova scoperta sulla produzione energetica

Esistono nuclei galattici potentissimi, che hanno permesso agli scienziati di scoprire una correlazione con i noti “buchi neri”. La causa di questo fenomeno è attribuita agli effetti di attenuazione della polvere, che smorzano parte dell’energia emessa. Di conseguenza, un nucleo galattico attivo tipico emette un ordine di grandezza in più di energia nell’ultravioletto, dove la maggior parte dell’energia è irradiata. Ciò significa che la luminosità di tali nuclei è maggiore rispetto a prima e che possono quindi avere un impatto più significativo sull’ambiente circostante.

Le particelle della polvere

Gli Active Galactic Nuclei (AGN), apportano l’energia più potente e stabile dell’Universo. Si alimentano dai buchi neri supermassicci che si trovano al centro delle galassie, assorbendo materia. È noto da tempo che la luce prodotta dagli AGN è maggiore rispetto alla luce combinata di miliardi di stelle presenti nella loro galassia ospitante. Un nuovo studio pubblicato su Monthly Notice of the Royal Astronomical Society indica che in realtà gli scienziati stanno sottostimando la quantità di energia prodotta dagli AGN, non riconoscendo la misura in cui la loro luce viene oscurata dalla presenza di polvere nell’ambiente circostante. Questo significa che le galassie con gli AGN più luminosi sono ancora più brillanti di quanto gli scienziati pensassero in precedenza.

Martin Gaskell dell’Università di Santa Cruz afferma che le cose che si trovano dietro particelle di aria o di polvere appaiono più fioche a causa del fenomeno noto come diffrazione. Questo può essere visto chiaramente al tramonto quando il sole è più debole rispetto al resto della giornata. La scoperta è stata riportata in un articolo scritto dallo stesso Gaskell. La diffrazione avviene quando le onde di luce incontrano un ostacolo e si propagano in diversi raggi, modificando le loro caratteristiche come la luminosità.

Come la polvere oscura la luce

Il ricercatore afferma che, sebbene la polvere sia nota da molto tempo per la sua capacità di oscurare la luce dei nuclei galattici attivi, la quantità dell’oscuramento è controversa e di solito sottovalutata. Tuttavia, i risultati della ricerca hanno dimostrato che l’oscuramento è più significativo di quanto si pensasse in precedenza. La luce ultravioletta lontana tipica dei nuclei galattici attivi può essere oscurata in modo significativo. La ricerca suggerisce anche che la polvere svolge un ruolo importante nella riduzione della luminosità del nucleo galattico attivo.

Un team di ricercatori ha concluso, dopo uno studio sull’effetto di arrossamento della polvere sulla luce proveniente dalla galassia di Seyfert di tipo I Ngc 5548, che si trova a circa 245 milioni di anni luce di distanza nella costellazione di Boote, che la sua intensa luminosità è dovuta a un flusso di materia che cade in un buco nero supermassiccio con una massa pari a 65 milioni di masse solari. A tal proposito, gli scienziati hanno scoperto che la polvere in prossimità della galassia assorbe gran parte della sua luce, provocando un arrossamento. Tuttavia, la presenza di polvere non è sufficiente per spiegare l’intensità della luce che emette Ngc 5548: è necessario che il buco nero supermassiccio contenuto in essa sia attivo per spiegare la luminosità osservata.

La polvere presente nei nuclei galattici attivi contribuisce a dare loro un aspetto di maggiore intensità cromatica, facendoli apparire più rossi di quanto realmente non siano. Questo effetto è simile a quello che si osserva al tramonto, quando la luce del sole appare più rossa e fioca a causa della presenza dell’atmosfera terrestre. Il grado di intensificazione del colore è proporzionale al grado di oscuramento che la polvere causa sulla luminosità della galassia.

I risultati dello studio

Gli scienziati sono in grado di determinare i colori delle fonti luminose misurando la luce emessa a lunghezze d’onda diverse. Mentre è stato stabilito il colore non arrossato del Sole, c’era una grande discussione riguardo ai colori non arrossati dei nuclei galattici attivi. Ciò è dovuto al fatto che, anche se esistono teorie semplici che prevedono i colori intrinseci e non arrossati, non era chiaro se queste teorie si applicassero ai nuclei galattici attivi. Per risolvere questo problema, gli scienziati hanno utilizzato modelli computerizzati per simulare la creazione di colori in diverse condizioni ambientali.

Riferendosi al nuovo studio su NGC 5548, i ricercatori hanno scoperto che i 7 indicatori della quantità di polvere erano tutti in accordo. Inoltre, l’oscuramento di NGC 5548 causato dalla polvere è risultato essere oltre dieci volte quello che si osserva guardando fuori dalla nostra galassia. Il professor Gaskell ha dichiarato che il buon colloquio tra i diversi indicatori della quantità di arrossamento è stata una sorpresa piacevole, ed è stato un forte sostenitore delle semplici teorie di emissione da nuclei galattici attivi. Ciò significa che non saranno necessarie spiegazioni “esotiche”, rendendo la vita più facile per i ricercatori e agevolando la comprensione del comportamento dei buchi neri quando si nutrono di materia. Grazie a questo studio, è stato possibile ottenere nuove informazioni sulla natura della polvere e della sua influenza nel processo di assorbimento della luce.

I colori di Ngc 5548 sono simili a quelli di altri nuclei galattici attivi, il che suggerisce che i nuclei galattici attivi possano avere più energia di quanto si pensasse in precedenza. Ciò è dovuto in parte all’attenuazione della polvere, che potrebbe nascondere la quantità reale di energia emessa. Secondo il ricercatore Gaskell, i nuclei galattici attivi sono in realtà molto simili tra loro, e le presunte differenze fondamentali tra loro sono in realtà solo conseguenze di diverse quantità di arrossamento da parte della polvere. Ciò significa che le osservazioni dei nuclei galattici attivi devono essere corrette in modo tale da tener conto di questo arrossamento per ottenere dati più accurati.

In conclusione, un interessante fatto riguardo a questo lavoro che incoraggerebbe i lettori più giovani: i coautori di Gaskell, Frances Anderson (che attualmente frequenta l’Harvey Mudd College), Sufia Birmingham (che attualmente studia all’Università di Princeton) e Samhita Ghosh (che attualmente studia all’Uc Berkeley), hanno realizzato questo progetto come studenti delle scuole superiori mentre svolgevano un tirocinio presso la Ucsc. Questo è un chiaro esempio dei benefici che le esperienze di tirocinio possono offrire ai giovani studenti in termini di competenze professionali e di apprendimento.