Un getto radio di 200.000 anni luce scoperto in un quasar di 12,6 miliardi di anni fa

Scoperto un colossale getto radio in un quasar antico: la struttura più estesa mai osservata nell’Universo primordiale.

I quasar sono tra gli oggetti più incredibili dell’Universo. Si tratta di nuclei galattici attivi, alimentati da enormi buchi neri supermassicci che divorano gas e polveri a velocità folli. Questo processo genera un’energia pazzesca, rendendoli tra le sorgenti di luce più brillanti del cosmo. Ma non è solo luce: a volte, questi mostri cosmici sparano getti di materia ad altissima energia, che si propagano nello spazio per distanze immense. I radiotelescopi riescono a captare questi getti anche a miliardi di anni luce di distanza, permettendoci di osservare eventi successi nelle prime fasi dell’Universo.

Nelle galassie vicine, getti radio di questo tipo non sono affatto rari. Alcuni si estendono per milioni di anni luce e sono stati studiati a fondo. Ma nell’Universo primordiale, dove le galassie erano ancora giovani e il cosmo molto diverso da oggi, trovare strutture simili si è rivelato un compito complicato. Uno dei problemi principali è il fondo cosmico a microonde, la radiazione residua del Big Bang, che tende a “coprire” la debole emissione radio di questi oggetti lontanissimi.

Per superare questa sfida, gli astronomi si affidano a strumenti sofisticati in grado di rilevare segnali su più lunghezze d’onda. Radiotelescopi come il Low Frequency Array (LOFAR), che sfrutta un’intera rete di antenne sparse per l’Europa, sono perfetti per questo tipo di ricerca. Poi ci sono spettrografi come il Gemini Near-Infrared Spectrograph (GNIRS), che analizzano la luce infrarossa per ottenere dettagli sulla natura del quasar che emette il getto. Combinando dati da strumenti diversi, gli scienziati possono ricostruire la storia di questi oggetti affascinanti.

Studiare i quasar antichi è fondamentale per capire quando e come si formano i primi getti cosmici, e quale impatto hanno avuto sulla nascita e l’evoluzione delle galassie. Misurare la massa del buco nero centrale, la quantità di materia che sta inghiottendo e la sua luminosità ci aiuta a ricostruire la sua storia e il suo sviluppo nel tempo.

Scoperta di un getto radio senza precedenti

E proprio grazie a queste tecniche, un team di astronomi ha scoperto qualcosa di eccezionale: un gigantesco getto radio lungo almeno 200.000 anni luce, il doppio del diametro della nostra Via Lattea! Questo lo rende il getto più esteso mai osservato nell’Universo primordiale. L’oggetto responsabile di questo spettacolo è il quasar J1601+3102, che esisteva quando l’Universo aveva solo 1,2 miliardi di anni, ovvero circa il 9% della sua età attuale. Il suo buco nero centrale, pur essendo enorme per gli standard terrestri, è in realtà relativamente piccolo rispetto ad altri quasar, con una massa di “sole” 450 milioni di volte quella del Sole.

Le immagini ottenute con LOFAR hanno rivelato che il getto non è perfettamente simmetrico: uno dei due lobi appare più luminoso e più esteso dell’altro. Questo potrebbe indicare che qualcosa nell’ambiente circostante sta influenzando il modo in cui il getto si espande. Ma la cosa più interessante è che questa scoperta dimostra come anche un quasar con un buco nero di massa relativamente modesta possa generare getti potentissimi, un dettaglio che mette in discussione alcune teorie su come si formano queste strutture nell’Universo primitivo.

Un passo avanti nella comprensione dei quasar primitivi

Fino a oggi, la mancanza di grandi getti radio nell’Universo primordiale era spesso attribuita all’effetto del fondo cosmico a microonde, che tende a rendere più difficile l’osservazione di queste sorgenti così lontane. Ma la scoperta di J1601+3102 suggerisce che getti radio di grandi dimensioni esistevano già nei primi miliardi di anni dell’Universo, solo che finora non eravamo riusciti a individuarli.

Gli scienziati stanno ancora cercando di capire quali condizioni siano necessarie per la formazione di questi mostruosi getti di materia e perché alcuni quasar li emettano mentre altri no. La combinazione delle osservazioni fatte con Gemini North, LOFAR e il Hobby Eberly Telescope ha permesso di fare un passo importante in questa direzione, avvicinandoci sempre di più a svelare i segreti dei primi miliardi di anni del cosmo.