Cosa sono i quasar?

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A cominciare dagli anni cinquanta del 900, gli astronomi hanno cominciato a scoprire degli oggetti peculiari, in breve tempo diventati una delle classi più misteriose dell’intero Universo.

All’osservazione telescopica apparivano come delle deboli stelle di colore rosso, niente di sorprendente. Ma contrariamente alle stelle, questi astri emettono grandi quantità di radiazioni elettromagnetiche su quasi tutto lo spettro, dagli intensi raggi x alle innocue onde radio.

Incuriositi da questa particolare proprietà mai osservata, gli astronomi cercarono di ottenere degli spettri nel visibile, per capire qualcosa di più sulla loro composizione chimica.

Rappresentazione artistica di un quasar

Dopo aver esaminato gli spettri di molte sorgenti, si accorsero che questi erano spostati tutti verso il rosso, mostravano, cioè, alti redshift.

In breve tempo la spiegazione cosmologica del redshift si rivelò l’unica ipotesi plausibile: non facevano parte di oggetti estesi in rotazione, né potevano essere astri dotati di elevato moto proprio, perché tutti sembravano spostarsi in una sola direzione, a prescindere da dove li si osservi nel cielo.

Ma se il redshift associato era interpretato come l’impronta dell’espansione dell’universo, questi deboli punti luminosi dovevano essere qualcosa di tremendamente energetico e terribilmente molto più esotico rispetto a tutti i fenomeni dell’Universo fino a quel momento osservati.

Questi punti arrossati dall’espansione dell’Universo vennero chiamati quasar, abbreviazione dei termini inglesi QUASi-stellAR radio source, ovvero sorgenti radio dall’aspetto quasi stellare.

Il termine “quasi” è fondamentale, perché la stima della distanza attraverso l’interpretazione del redshift cosmologico diede risultati incredibili.

Tutti i quasar si trovavano a distanze di diversi miliardi di anni luce. Non ne esiste nessuno entro un raggio di 2 miliardi di anni luce dalla Via Lattea.

Ma le sorprese non sono finite, perché dalla stima della distanza e della luminosità apparente, agli astronomi apparve subito chiaro che non poteva trattarsi di stelle, visto che un quasar medio emette in un secondo l’energia che il Sole produce in oltre 100.000 anni!

Tutti i quasar, oltre a trovarsi a distanze enormi, sono centinaia di miliardi di volte più luminosi di qualsiasi stella.

Ci vollero moltissime osservazioni di ottima qualità e le menti più brillanti per comprendere la natura di questi misteriosissimi oggetti.

Attualmente si crede, con una buona probabilità, che i quasar non siano altro che nuclei particolarmente brillanti di antiche galassie.

Proprio come le galassie a noi vicine, anche queste possiedono al centro dei grandi buchi neri, milioni o miliardi di volte più massicci del Sole.

Ma contrariamente agli oggetti recenti, i buchi neri delle galassie lontane sono attivi, ovvero stanno fagocitando una grandissima quantità di materia.

Il disco di accrescimento che si forma ha dimensioni di diversi anni luce; il gas riscaldato a milioni di gradi, prima di venire inghiottito, può trasformare circa metà della sua massa in energia, secondo la relazione di Einstein E = mc^2. L’efficienza dell’emissione è elevatissima; basti pensare che la grande energia proveniente dalla fusione nucleare nelle stelle deriva solamente dalla trasformazione dello 0,7% della massa delle particelle coinvolte in energia.

In questo modo il buco nero centrale comincia a emettere quantità spaventose di energia visibile fino ai confini dell’Universo.