l'Astrofilo dicembre 2011

COSMOLOGIA ASTROFILO l’ materia che precipita dalla galassia sul buco nero centrale (il perché di quel precipitare non è noto). Non appena la materia cade verso il centro, forma una densa regione di gas in rapido movimento che alla fine preci- pita su un disco di accrescimento disposto at- torno al buco nero. La successiva trasformazione di materia in energia produce nella parte più centrale del quasar l’emissione di un enorme flusso di radiazione, parte della quale viaggia diret- tamente verso lo spazio esterno, mentre un’altra parte impatta le regioni esterne del materiale in caduta, eccitando il gas con- tenuto in esse. Come risultato, il gas e- mette luce, creando una seconda fonte di radiazione. Le due sorgenti luminose possono comunque essere distinte una dall’altra perché la sor- gente centrale mostra una radiazione conti- nua (spettro senza righe), mentre nello spettro del gas eccitato è possibile individuare delle righe di emissione. La regione di gas ec- citato viene indicata con il termine “Broad Line Region” o semplicemente BLR. Una sorgente continua ha uno spettro che varia omogeneamente con la frequenza (è il caso della tradizionale lampadina), mentre una sorgente che mostra righe di emissione emette quasi esclusivamente a ben determi- nate frequenze (come un lampione ai vapori di sodio o di mercurio). Gli spettri dei quasar presentano la sovrapposizione di questi due meccanismi di emissione. Dal momento che la BLR è irradiata dalla re- gione centrale, con la radiazione che penetra tanto più in profondità nel gas quanto più brillante è il quasar, è verosimile che i qua- sar più luminosi abbiano le BLR più ampie. Quindi, se riusciamo a misurare le dimensioni delle BLR possia- mo trovare la lu- minosità intrinse- ca dei quasar. E qui entra in sce- na la parte della r e v e r b e r a t i o n mapping. I quasar sono spesso varia- bili, mostrando nel tempo fluttuazio- ni di luminosità. Visto che la luce proveniente dalla sorgente centrale deve viaggiare fi- no a una certa di- stanza prima di ec- citare il gas della BLR, le fluttuazio- ni di luminosità nel continuum (lo spettro continuo) precedono e ricalcano quelle rilevabili nello spettro con linee di emissione. Misurando l’entità del ritardo nel ripetersi delle fluttuazioni, e sapendo che la radiazione proviene dall’esatto centro del quasar e che la luce viaggia a circa 300000 km/s, possiamo calcolare l’ampiezza massima della BLR e quindi la luminosità del quasar. Quindi, la ripetizione delle misure dello spet- tro di un quasar può essere usata per calco- lare la sua luminosità intrinseca. A questo punto abbiamo tutto quello che ci serve per usare i quasar come indicatori di di- stanza. La variabilità dei quasar e l’uso di que- sta per derivare la loro luminosità è in realtà l’analogo della tecnica delle Cefeidi; ma a dif- ferenza delle Cefeidi o delle supernovae di tipo Ia i quasar possono essere osservati a red- shift attorno a 4, ovvero quando l’universo aveva appena 1/10 della sua età attuale! S e in una delle galassie satel- liti della nostra ci fosse un quasar, i nostri cieli not- turni sarebbero dominati dalla sua luce, un po’ come avviene in questa rappresen- tazione di Rolf Wahl Olsen. n