Come sono nate le prime quasar

Illustrazione di una quasar

E’ ancora un mistero, come sono nate le prime Quasar nell’Universo ? Questa domanda ha sconcertato e tolto il sonno agli scienziati per quasi 20 anni. Un team di astrofisici, le cui scoperte sono pubblicate su Nature con il titolo “The Turbolent Origins of the First Quasars” (rif.), hanno probabilmente risolto questo intricato mistero.

Come giustificare l’esistenza di 200 e più quasar alimentate da buchi neri supermassicci meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang ? Sono decenni che gli astrofici non era mai riusciti in pieno a comprendere come queste quasar si fossero formate così presto nell’Universo. Il team guidato dal Dr. Daniel Whalen dell’Università di Portsmouth, ha scoperto che le prime quasar si sono formate naturalmente nelle condizioni violente e turbolente di rare riserve di gas dell’universo primordiale.

La scoperta

Il dottor Whalen ha dichiarato: “Questa scoperta è particolarmente eccitante perché ha ribaltato 20 anni di pensiero sull’origine dei primi buchi neri supermassicci. Oggi troviamo questi buchi neri al centro delle galassie più grandi, che sono grandi milioni o miliardi di volte la massa del Sole. Ma nel 2003 abbiamo iniziato ad osservare quasar, formate in meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang. E nessuno capiva come fossero nate queste prime quasar in tempi così remoti”.

Alcune simulazioni con i supercomputer fatte anni fa, avevano già mostrato la strada. Le prime quasar possono essersi formate dalla unione di flussi di gas rari, freddi e potenti. Nelle simulazioni queste “regioni calde” erano solo una dozzina, in un volume di spazio di un miliardo di anni luce. Gli astrofisici da queste analisi avevano teorizzato che i buchi neri avrebbero dovuto avere 10.000-100.000 masse solari in questi ambienti esotici.

Oggi sappiamo che i buchi neri si formano quando le stelle massicce esauriscono il carburante e collassano. Solitamente le stelle sono solo 10-100 masse solari e le regioni non hanno alcuna somiglianza con le nubi turbolente in cui si formarono le quasar.

I nuovi modelli

Simulazione al supercomputer della nascita di una quasar. Credit: University of Portsmouth

Per questa ragione il Dr. Whalen ha specificato: “Pensiamo a queste stelle primordiali come un po’ come i dinosauri sulla terra, erano enormi e primitive. Avevano una vita breve, vivendo solo per un quarto di milione di anni prima di crollare nei buchi neri.Gli attuali modelli elaborati con i supercomputer, hanno scoperto che i primordiali flussi di gas freddi e densi, in grado di far crescere un miliardo di buchi neri di massa solare in poche centinaia di milioni di anni, hanno creato le proprie stelle supermassiccie senza alcun bisogno di ambienti insoliti“.

Daniel Whalen ha poi aggiunto “Correnti fredde hanno poi causato turbolenze nella nube di gas che hanno impedito la formazione di stelle normali. Quando nella simulazione, la massa della nube è diventata così pesante da collassare catastroficamente sotto il suo peso, sono nate due gigantesche stelle primordiali: una di 30.000 masse solari ed un’altra di 40.000. Quindi, le uniche nubi primordiali che potevano formare un quasar subito dopo l’alba cosmica (quando si formarono le prime stelle nell’universo) crearono anche le proprie radici massicce. Questo semplice ma bellissimo risultato non solo spiega come sono nate le prime quasar, ma anche i loro dati demografici“.

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