Un gruppo internazionale di astronomi ha osservato, per la prima volta, l’effetto diretto delle radiazioni di un quasar sull’ambiente gassoso di una galassia vicina in fase di fusione. La scoperta, pubblicata da Sergei Balashev e Pasquier Noterdaeme insieme a ricercatori provenienti da diversi istituti di ricerca, getta nuova luce su come i quasar — tra gli oggetti più luminosi dell’Universo — possano interrompere la formazione stellare all’interno di galassie interagenti.
Una fusione galattica a redshift z ≈ 2.66
Le osservazioni, effettuate con i telescopi VLT (Very Large Telescope) e ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), hanno analizzato un quasar chiamato J012555.11−012925.00 e una galassia compagna in via di fusione. Le due galassie, separate da una distanza proiettata di appena 5 kpc (circa 16.000 anni luce), stanno convergendo con una velocità relativa di circa 550 km/s.
Entrambe le galassie sono molto massicce, con masse stellari intorno a 10¹¹ masse solari. Il buco nero supermassiccio al centro del quasar ha una massa stimata in 10⁸,3 masse solari e sta accrescendo materiale a un ritmo vicino al limite di Eddington, sprigionando una potenza di (5–10) × 10⁴⁶ erg/s.
L’effetto distruttivo della radiazione del quasar
Un aspetto chiave dello studio è l’osservazione, unica nel suo genere, di gas molecolare altamente eccitato e densissimo (fino a 10⁶ cm⁻³) nella galassia compagna. Questo gas, esposto alla potente radiazione UV del quasar, è stato trasformato in piccole “goccioline” di dimensioni inferiori a 0,02 parsec (circa 1200 volte la distanza Terra-Sole), troppo compatte per formare nuove stelle.
Questo fenomeno rappresenta un esempio di “feedback negativo” locale: la radiazione del quasar distrugge le nubi molecolari diffuse e impedisce la nascita stellare nei pressi del suo campo d’influenza, mentre il resto della galassia continua a formare stelle a un ritmo elevato, stimato in circa 250 masse solari all’anno.
Gli astronomi, utilizzando lo spettrografo X-shooter al Very Large Telescope (VLT) dell’ESO, hanno analizzato la luce del quasar mentre attraversava un alone invisibile di gas attorno alla galassia a sinistra. Questo ha permesso loro di osservare gli effetti devastanti della radiazione: le nubi di gas della galassia colpita vengono disturbate, ostacolando la formazione di nuove stelle.
Crediti:
ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / S. Balashev e P. Noterdaeme et al.
Dati straordinari e tecniche avanzate
Colonna di idrogeno neutro: N(H I) ≈ 10²¹.8 cm⁻²
Colonna di H₂: N(H₂) ≈ 10²¹.2 cm⁻², tra le più alte mai rilevate nei quasar
Densità del gas molecolare: n_H ≈ 10⁵–10⁶ cm⁻³
Temperatura di eccitazione: oltre 4000 cm⁻¹, mai vista in osservazioni a redshift così elevato
Grazie all’uso di tecniche spettroscopiche avanzate e all’elaborazione di immagini ottiche e radio millimetriche, gli scienziati hanno potuto rivelare dettagli finissimi — 100.000 volte più piccoli rispetto a quanto normalmente risolvibile nei sistemi galattici lontani.
Implicazioni
La scoperta rappresenta una prova osservativa che le fusioni galattiche possono non solo innescare l’accensione dei quasar, ma anche alterare profondamente la struttura interna del gas galattico, con conseguenze drammatiche per la formazione stellare. Questo supporta l’idea che i quasar possano giocare un ruolo attivo nel plasmare l’evoluzione delle galassie.
Lo studio è frutto di una collaborazione tra:
Ioffe Institute, San Pietroburgo, Russia
Institut d’Astrophysique de Paris (IAP), CNRS-SU, Francia
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics (IUCAA), India
ENS de Lyon / Centre de Recherche Astrophysique de Lyon
Departamento de Astronomía, Universidad de Chile
Fonte: ESO
