quasar

I quasar sono uno degli oggetti più misteriosi ed altrettanto straordinari del cosmo. Le caratteristiche che vengono loro attribuite arrivano a sfidare le capacità dell’immaginazione umana e la loro vera natura è ancora tutta da comprendere.

La scoperta di questi corpi incredibili risale alla fine del 1962 quando gli astronomi scoprirono una classe di oggetti capaci di generare un’emissione radio intensissima e fortemente concentrata dall’aspetto stellare. Il successivo studio più particolareggiato di questi oggetti, però, mise in evidenza strane anomalie che, contrariamente alle apparenze iniziali, rivelarono non essere affatto stelle. Di conseguenza questi corpi celesti furono battezzati con il termine quasar, appunto dall’abbreviativo quasi stellar radio source.

Oltre alla notevole emissione radio, infatti, risultò che questi oggetti, ad un’attenta analisi della loro luce con uno spettroscopio, dovevano essere anche estremamente lontani: le prime stime attribuivano loro distanze superiori al miliardo di anni luce e ad alcuni di essi, in particolare, si arrivava addirittura a 15 miliardi di anni luce.

Da queste prime caratteristiche apparve chiaro che per essere così visibili a simili distanze il loro splendore doveva essere smisurato. Valutando, infatti, la magnitudine assoluta del quasar 3C 273, venne fuori che il suo valore era pari a –25 e cioè circa 1000 miliardi di volte lo splendore del Sole. Questo significava che il suo splendore era superiore anche a quello di una intera galassia composta da miliardi di stelle.

Questa luminosità, inoltre, sembra venire sprigionata in un volume relativamente piccolo. Le osservazioni fatte con i più potenti telescopi continuano a mostrare i quasar non come oggetti estesi, come può esserlo una galassia o un ammasso stellare, ma come singole stelle. Si calcola in pratica che essi contengano una massa pari a decine di milioni di volte quella del Sole racchiusa in una zona di spazio dal diametro di qualche migliaio di anni luce.

Ma non è tutto: nel 1963 si rilevò che i quasar subivano anche variazioni della loro luminosità. L’importanza di questa osservazione ebbe un notevole valore in quanto questo riduceva ancora di più le dimensioni ipotetiche dei quasar.

Immaginiamo un quasar dal diametro di 1000 anni luce e distante 1 miliardo di anni luce. Se improvvisamente variasse, contemporaneamente, la luminosità su tutta la sua superficie accadrebbe che noi dalla Terra osserveremo il fenomeno in un tempo relativamente lungo. I raggi emessi dal lato del quasar più vicino a noi, infatti, giungerebbero a noi dopo un viaggio di un miliardo di anni, mentre quelli partiti nello stesso tempo dalla zona equatoriale arriverebbero con un ritardo di 500 anni.

Questo invece sembra non succeda. Nel 1966, infatti, si scoprì che il quasar 3C 446 aveva subito un aumento della sua luminosità di ben 3,2 magnitudini in un periodo di soli 10 mesi. Nonostante questo quasar fosse miliardi di volte più luminoso del Sole, è stato quindi capace di aumentare ulteriormente il suo splendore di ben venti volte in maniera fulminea. Osservazioni successive hanno poi stabilito che non si è trattato di un caso singolo. Il quasar 3C 446 infatti continua ad avere sbalzi di splendore con incredibile irrequietezza.

Se vogliamo comprendere bene che genere di luce emana un quasar immaginiamo di posizionarne uno a 10 parsec di distanza dalla Terra (32,6 anni luce).

A quella distanza il nostro cielo notturno verrebbe pervaso da un fascio luminoso, proveniente da un singolo punto, ben 100 volte più intenso del Sole ed in grado di nascondere alla nostra vista, tutte le restanti stelle della volta celeste. Dovremmo in pratica abituarci più alla luce notturna che a quella diurna, nettamente inferiore.

Per effetto della rotazione terrestre, oltre a ciò, avremmo dei periodi in cui il quasar ed il Sole sarebbero visibili contemporaneamente di giorno, mentre di notte potremmo finalmente vedere le stelle. Tutto questo se il quasar fosse posto ad una distanza 2 milioni di volte superiore a quella che ci separa dal Sole.

I quasar, riassumendo, non possono essere considerati ammassi di stelle di tipo galattico in quanto troppo compatti, la loro variabilità luminosa indica dimensioni relativamente piccole e l’energia che sono in grado di emettere è pari a circa 10⁴⁶ erg/s, ovvero 10.000 miliardi di volte superiore a quella emessa dal Sole nello stesso lasso di tempo.

Ma allora qual è la natura dei quasar?

La domanda rimane tuttora senza una risposta precisa e quindi gli scienziati sono entrati nel campo delle ipotesi.

Si ritiene che un quasar sia composto essenzialmente da tre parti: una zona centrale di circa due mesi luce di diametro (120 volte il diametro del sistema solare), con una massa pari ad un milione di volte quella solare; da un involucro gassoso ad avvolgere la zona centrale, che si estenderebbe fino a circa 3000 anni luce dal suo centro e da una corona di particelle che ingloba tutto il quasar, responsabile dell’emissione radio.

La teoria più accreditata, invece, riguardo la loro natura è quella esposta da L. Gratton nel 1967. Partendo dal fatto che i quasar, pur essendo più piccoli di una galassia sono miliardi di volte più luminosi del Sole ed un milione di volte più pesanti, suppose che essi, espandendosi attraverso una serie di stati di equilibrio, in un tempo di qualche centinaia di milioni di anni, arrivino a diventare una nube fredda di gas dalla quale, in un certo momento, inizierebbero a formarsi le stelle. A lungo andare questo straordinario corpo celeste si trasformerebbe in un aggregato di stelle sempre più massiccio: i quasar diventerebbero, in definitiva, vere e proprie galassie.