Occhiali 3D per studiare i quasar

Un team di ricercatori provenienti da Russia e Grecia ha mostrato un modo per determinare le origini e la natura della luce dei quasar mediante la sua polarizzazione. Il nuovo approccio è analogo al modo in cui gli occhiali da cinema producono un’immagine 3D alimentando ogni occhio con la luce di una particolare polarizzazione: orizzontale o verticale.
Gli autori del recente studio, pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, sono riusciti a distinguere la luce dei quasar proveniente da diverse parti – i loro dischi e getti – discernendo le distinte polarizzazioni.
I nuclei galattici attivi, noti anche come quasar, sono enormi buchi neri con enormi dischi di accrescimento composti da gas e materia che gli orbita attorno. Emettono due getti di plasma in direzioni opposte che viaggiano nello spazio a una velocità prossima a quella della luce.

Ogni enorme buco nero ha un disco di materia in orbita, che cade lentamente verso di esso emettendo luce. Questa materia costituisce ciò che è noto come disco di accrescimento.
A causa di un meccanismo non ancora del tutto compreso, parte della materia che si avvicina al buco nero viene espulsa.
Questa materia, soprattutto gas, viene accelerata a velocità relativistiche ed espulsa lungo l’asse di rotazione del buco nero sotto forma di due getti simmetrici di plasma caldo.
Quando si osserva un quasar, la radiazione raccolta dai telescopi proviene dai getti, dal disco di accrescimento e anche dalle stelle, dalla polvere e dal gas nella galassia ospite.
Per studiare i nuclei galattici, i ricercatori usano una serie di telescopi. Precedenti ricerche avevano dimostrato che le parti di un quasar emettono due diversi tipi di luce, tecnicamente definita luce distintamente polarizzata.
La maggior parte dei telescopi opera nel raggio ottico e vede un nucleo galattico come un minuscolo punto lontano. Non sono in grado di dire da quale parte del quasar provenga la luce e verso dove punti il ​​getto se è la fonte di luce. Tutto ciò che un telescopio ottico può fare è misurare la polarizzazione della luce, che ha dimostrato di contenere indizi sulle origini di quella radiazione.
I radiotelescopi offrono una risoluzione molto migliore e producono un’immagine che rivela la direzione del getto. Tuttavia, questi telescopi non raccolgono radiazioni dalla regione centrale più interessante, che include il disco di accrescimento.
Gli astrofisici hanno quindi dovuto combinare i punti di forza di entrambi i tipi di telescopi per ottenere una visione dettagliata dei quasar.
Yuri Kovalev, che dirige il MIPT Laboratory of Fundamental and Applied Research of Relativistic Objects of the Universe, ha commentato: “Il fatto che la radiazione del getto fosse polarizzata era noto. Abbiamo combinato i dati ottenuti dai radiotelescopi e dai telescopi ottici e abbiamo dimostrato che la polarizzazione è diretta lungo il getto. La conclusione che abbiamo tratto da ciò è che il plasma caldo deve muoversi in un campo magnetico arrotolato come una molla“.
Ma c’è di più.
“Si è scoperto che misurando la polarizzazione della luce raccolta dal telescopio, possiamo dire quale parte della radiazione proviene dal getto e determinare la sua direzione“, ha spiegato un altro coautore dello studio, Alexander Plavin del MIPT. “Questo è analogo al modo in cui gli occhiali 3D consentono a ciascun occhio di vedere un’immagine diversa. Non esiste altro modo per ottenere tali informazioni sul disco e sul getto con un telescopio ottico“.
Questi risultati saranno importanti per modellare il comportamento dei buchi neri, studiarne i dischi di accrescimento e comprendere il meccanismo che accelera le particelle a quasi la velocità della luce nei nuclei galattici attivi.
questa ricerca è stata finanziata dalla  Russian Science Foundation.