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
