I quasar sopprimono la formazione stellare, la nuova scoperta di ALMA

I ricercatori hanno scoperto prove di una formazione stellare soppressa in una galassia ospite di quasar, causata dal deflusso di gas molecolare

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I quasar sopprimono la formazione stellare, la nuova scoperta di ALMA

I ricercatori hanno scoperto prove di una formazione stellare soppressa in una galassia ospite di quasar, causata dal deflusso di gas molecolare. Questa scoperta segna un passo significativo nella comprensione dell’evoluzione delle galassie nell’Universo primordiale.

Rappresentazione artistica di un deflusso di gas molecolare dal quasar J2054-0005. Credito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Rappresentazione artistica di un deflusso di gas molecolare dal quasar J2054-0005. Credito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)

Una svolta nella ricerca dei quasar

Un quasar è una regione compatta alimentata da un buco nero supermassiccio situato al centro di una galassia enorme. Sono estremamente luminose, dall’aspetto puntiforme simile alle stelle, e sono estremamente distanti dalla Terra. Grazie alla loro distanza e luminosità, forniscono uno sguardo sulle condizioni dell’Universo primordiale, quando aveva meno di 1 miliardo di anni.

Un team di ricercatori guidati dal professore assistente Dragan Salak dell’Università di Hokkaido, dal professore assistente Takuya Hashimoto dell’Università di Tsukuba e dal professor Akio Inoue dell’Università di Waseda, ha scoperto la prima prova della soppressione della formazione stellare guidata da un deflusso di gas molecolare nell’atmosfera, in una galassia ospite di quasar nell’Universo primordiale.

I loro risultati, basati sulle osservazioni effettuate utilizzando l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), in Cile, sono stati pubblicati sulla rivista The Astrophysical Journal.

Un gruppo di antenne ALMA da 12 metri che osservano il cielo notturno. Le osservazioni in questo studio sono state effettuate utilizzando antenne da 12 m. Credito: ESO/Y. Beletskij
Un gruppo di antenne ALMA da 12 metri che osservano il cielo notturno. Le osservazioni in questo studio sono state effettuate utilizzando antenne da 12 m. Credito: ESO/Y. Beletskij

Il gas molecolare è un elemento fondamentale per la nascita delle stelle. Essendo il loro principale combustibile, la sua abbondanza e concentrazione all’interno di una galassia è un fattore determinante per la formazione di un elevato numero di stelle. Tuttavia, recenti studi hanno evidenziato un fenomeno che contrasta questo processo: i deflussi molecolari. Questi flussi di gas espulsi nello spazio intergalattico a velocità superiori al ritmo di consumo da parte della formazione stellare, hanno un effetto di soppressione sulla nascita di nuove stelle nelle galassie che ospitano quasar.



Salak ha spiegato: “Il lavoro teorico suggerisce che i deflussi di gas molecolare svolgono un ruolo importante nella formazione e nell’evoluzione delle galassie fin dalla tenera età, poiché possono regolare la formazione stellare. I quasar sono fonti particolarmente energetiche, quindi ci aspettavamo che potessero essere in grado di generare potenti deflussi”.

Il quasar osservato dai ricercatori, J2054-0005, ha uno spostamento verso il rosso molto elevato: sembra che lui e la Terra si stiano allontanando l’uno dall’altra molto velocemente: “J2054-0005 è uno dei quasar più luminosi del lontano Universo, quindi abbiamo deciso di considerare questo oggetto come un eccellente candidato per studiare potenti deflussi”, ha affermato Hashimoto.

Il gas molecolare in uscita dal quasar include idrossile (OH) (in alto). A causa del movimento del gas molecolare verso l'osservatore, il picco OH nello spettro di assorbimento (linea blu tratteggiata in basso) appare a una lunghezza d'onda più corta (linea blu continua), un fenomeno noto come effetto Doppler. Crediti: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) modificato da Dragan Salak, et al. Il diario astrofisico. 1 febbraio 2024
Il gas molecolare in uscita dal quasar include idrossile (OH) (in alto). A causa del movimento del gas molecolare verso l’osservatore, il picco OH nello spettro di assorbimento (linea blu tratteggiata in basso) appare a una lunghezza d’onda più corta (linea blu continua), un fenomeno noto come effetto Doppler. Crediti: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) modificato da Dragan Salak, et al. Il diario astrofisico. 1 febbraio 2024

La radiazione proveniente dal quasar

I ricercatori hanno utilizzato ALMA per osservare il deflusso di gas molecolare dal quasar. Essendo l’unico telescopio al mondo che ha la sensibilità e la copertura di frequenza necessarie per rilevare i deflussi di gas molecolare nell’Universo primordiale, ALMA è stato fondamentale per questo studio.

Parlando del metodo utilizzato nello studio, Salak ha commentato: “Il gas molecolare (OH) in uscita è stato scoperto durante l’assorbimento. Questo significa che non abbiamo osservato la radiazione a microonde proveniente direttamente dalle molecole OH, invece, abbiamo osservato la radiazione proveniente dal quasar luminoso – e assorbimento significa che le molecole OH hanno assorbito una parte della radiazione dal quasar. Quindi è stato come rivelare la presenza di un gas vedendo l’ombra che proietta davanti alla fonte luminosa”.

I quasar possono sopprimere la formazione stellare

I risultati di questo studio sono la prima prova evidente dell’esistenza di potenti deflussi di gas molecolare dalle galassie ospiti dei quasar e che influiscono sull’evoluzione delle galassie all’inizio dell’era cosmica. Salak ha concluso: “Il gas molecolare è un costituente molto importante delle galassie poiché è il combustibile per la formazione stellare. I nostri risultati mostrano che i quasar sono in grado di sopprimere la formazione stellare nelle galassie che li ospitano espellendo gas molecolare nello spazio intergalattico”.

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