Che cos'è un quasar?

I quasar (fonti radar QUASi-stellAR) sono giganteschi corpi luminosi tra 780 milioni e 13 miliardi di anni luce di distanza, e di conseguenza vecchi. Si pensa che siano nuclei galattici attivi contenenti un buco nero supermassiccio centrale. I quasar più luminosi sono 2 trilioni di volte più luminosi del nostro sole, o circa 100 galassie della Via Lattea. La loro emissione di luce è continua ma può variare in intensità su scale temporali di anni, mesi, settimane, giorni o persino ore, suggerendo che sono piuttosto densi.

Anche negli anni '80, gli astrofisici hanno riscontrato un notevole disaccordo su cosa siano realmente i quasar. Un consenso scientifico è emerso quando alcuni quasar sono stati trovati circondati da galassie, originando la teoria attiva del nucleo galattico. È stato calcolato che, per generare la quantità di luce che fanno, i quasar devono essere alimentati da buchi neri supermassicci che inghiottono tra 10 e 1000 masse solari all'anno. Nel disco di accrescimento di un tale buco nero, i gas surriscaldati vengono accelerati per avvicinarsi alla velocità della luce, rilasciando enormi quantità di onde elettromagnetiche quando grandi porzioni di massa vengono convertite direttamente in energia. In tali dischi, circa il 10% della materia viene convertito in energia, a differenza del solo 0,7% della massa convertita in energia nelle reazioni di fusione all'interno delle stelle tipiche.

Si ritiene che i quasar emettano getti relativistici dai loro poli di rotazione, come i loro cugini più piccoli le pulsar. Nel 1979 i quasar furono usati per confermare la teoria della relatività di Einstein, osservando gli effetti della lente gravitazionale mentre la luce del quasar viaggiava sulla Terra. Mentre all'inizio si pensava che tutti i quasar fossero "radio-rumorosi" che spingevano la loro etichetta come fonti radio, successive osservazioni hanno rivelato che solo una minoranza (circa il 10%) di quasar emette abbondante energia radio. I quasar "radio-silenziosi" sono chiamati QSO (oggetti quasi stellari) e svolgono un ruolo estremamente importante negli studi sull'universo primordiale e su come si sono formate stelle e galassie.

Le prime strutture come i quasar potrebbero essere interpretate come le "fitte alla nascita" delle galassie. Nell'universo primordiale, i gas erano distribuiti in modo più uniforme, quindi un buco nero di nuova formazione avrebbe ampie opportunità di succhiare la materia circostante. Il nostro buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, per esempio, contiene circa 3,7 milioni di masse solari, anche se è iniziato con una massa molto inferiore a questa. È stato impegnato a succhiare altre stelle per miliardi di anni, ma il consumo stellare più intenso probabilmente si è verificato durante la sua storia antica. Questo spiega perché non vediamo alcun quasar nell'universo moderno ma sono facilmente osservabili nelle regioni più vecchie.