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Trascrizione

L’universo ci appare come un oceano sterminato

popolato da sparute isole galattiche.

Ma è un’illusione.

Solo una minima parte degli atomi si trova nelle galassie:

si pensa che la maggior parte sia disseminata tra di esse,

nel mezzo intergalattico.

Come le radici di un albero gigantesco,

il gas si propaga da ogni galassia

sfruttando la gravità per nutrire questa fitta foresta cosmica.

Qui, nel mezzo intergalattico,

si trovano le materie prime della creazione:

idrogeno ed elio,

intrecciati in trame e filamenti che si riversano nelle galassie

per dare vita a nuove stelle.

Ma osservando più da vicino scopriamo chi comanda davvero:

i quasar, gli oggetti più potenti che conosciamo.

Grandi quanto un granello di sabbia per il Rio delle Amazzoni,

dimorano al centro di alcune galassie,

brillando con la forza di mille miliardi di stelle

ed emettendo enormi getti di materia

che ridisegnano il circondario cosmico.

Sono così potenti da uccidere una galassia.

Cosa sono, e come plasmano a loro piacimento la struttura dell’universo?

(musica allegra)

Ovunque guardate, il cielo è pieno di cose strane

Negli anni ‘50 gli astronomi notarono delle onde radio misteriose e potenti

provenienti da ogni settore del cielo.

Vennero chiamate “radiosorgenti quasi stellari”,

o “quasar”, perché sebbene puntiformi come le stelle

erano osservabili nelle onde radio e non nella luce visibile.

Erano una raccolta di stranezze.

Alcune tremolavano,

altre emettevano raggi X ad alta energia oltre alle onde radio,

ma il tutto su scala molto ridotta.

Inoltre si muovevano molto velocemente,

fin oltre il 30% della velocità della luce.

L’unica spiegazione era che fossero così distanti

da rendere il loro allontanamento una conseguenza dell’espansione dell’universo.

Ma date le enormi distanze,

i quasar non potevano essere semplici stelle

bensì i nuclei attivi di galassie distanti miliardi di anni luce.

E non è finita qui.

Per risultare così luminosi e rumorosi nonostante le distanze in questione,

devono essere migliaia di volte più luminosi dell’intera Via Lattea.

Mostri che esplodono e gridano nel vuoto

con una violenza che non pensavamo possibile.

Mappando il cielo, abbiamo scoperto oltre un milione di quasar.

E a quanto pare sono tutti molti distanti.

In termini cosmici, “molto lontano” significa “molto tempo fa”

perché la loro luce ci mette molto tempo a raggiungerci.

I quasar erano comuni nell’universo primordiale,

in particolare 10 miliardi di anni fa

quando le galassie e l’universo stesso

erano ancora molto giovani.

Viaggiamo nel tempo, ad appena 3 miliardi di anni dopo il Big Bang

per vedere cosa stava succedendo.

L’incredibile potere dei quasar

Perché le piccole galassie primordiali erano così luminose e violente?

Luce e radiazione non provenivano dalle stelle

perché non erano abbastanza numerose.

E dato che col tempo le galassie tendono a fondersi e a crescere,

la luminosità delle galassie più piccole

non dovrebbe surclassare quella delle galassie attuali.

C’è solo un modo per generare l’enorme quantità di energia

che fa brillare i quasar:

alimentare dei buchi neri supermassicci.

Non sappiamo con precisione come si siano formati,

ma sembra che ce ne sia uno al centro di ogni galassia.

Ma come possono gli oggetti più luminosi dell’universo essere dei buchi neri

se intrappolano tutto ciò che oltrepassa il loro orizzonte degli eventi?

Beh, la luce di un quasar non proviene dall’interno di questi buchi neri,

ma dallo spazio attorno a loro,

da un gigantesco disco di gas orbitante chiamato “disco di accrescimento”.

Per brillare i quasar usano lo stesso combustibile delle stelle:

la materia.

Ma i buchi neri sono i motori più efficienti dell’universo

nel convertire materia in energia.

L’energia prodotta dalla materia che precipita in un buco nero

può essere 60 volte quella prodotta dalla fusione nucleare nel nucleo di una stella.

Perché l’energia prodotta da un buco nero

deriva dalla gravità e non dalle reazioni nucleari.

La materia che precipita in un buco nero raggiunge quasi la velocità della luce

per poi attraversare l’orizzonte degli eventi

e rilasciare un’enorme quantità di energia cinetica.

Ovviamente, una volta all’interno del buco nero,

porterà con sé quell’energia.

È possibile osservare questa energia

solo se la materia viene riversata in un certo modo.

Se cade in linea retta, l’universo al di fuori non si accorge di nulla.

Ma se c’è molta materia,

questa cadrà a spirale oltre l’orizzonte degli eventi ad una velocità incredibile

formando un disco.

L’attrito e le collisioni tra le particelle

riscaldano la materia fino a centinaia di migliaia di gradi.

In uno spazio non molto più grande del nostro Sistema Solare,

il nucleo di una galassia può rilasciare molta più energia

di tutte le sue stelle messe insieme.

Questa è la natura di un quasar:

un buco nero supermassiccio che banchetta.

E questi buchi neri sono sempre affamati.

Un quasar tipico consuma fino a cento masse terrestri di gas al minuto.

Dieci miliardi di anni fa, l’universo era circa un terzo delle dimensioni attuali,

quindi il mezzo intergalattico era molto meno diffuso

e i quasar potevano fare indigestione dei filamenti di gas che li circondavano,

rigettando quantità gigantesche di luce e radiazione.

I quasar più luminosi emettono dei getti

convogliando il campo magnetico della materia circostante in un cono sottile.

Come un acceleratore di particelle, proiettano enormi fasci di materia

che si fanno strada nel mezzo intergalattico

formando pennacchi di materia lunghi centinaia di migliaia di anni luce.

È una scala quasi inconcepibile.

Una piccola area della galassia

che intaglia l’universo per centinaia di migliaia di anni luce.

Ma i quasar non mangiano a lungo, forse per pochi milioni di anni,

perché il loro banchetto finisce con l’uccidere la galassia stessa.

Come i quasar uccidono le galassie

Ok, forse “uccidere” è un po’ esagerato.

La galassia è ancora lì quando il suo quasar si esaurisce.

Ma non sarà più la stessa.

I quasar, essendo tra gli oggetti più caldi e luminosi dell’universo,

riscaldando la galassia al punto da interrompere la formazione stellare.

Le stelle nascono da nubi di gas collassate

per poi accendersi,

ma in una nube di gas già incandescente, gli atomi si muovono velocemente.

Le collisioni saranno talmente forti

da esercitare una pressione che resiste alla gravità.

Ecco perché il gas incandescente non può formare nuove stelle.

Al contrario, il gas ideale per la formazione stellare è già freddo

e non oppone resistenza quando è tempo di collassare.

Inoltre, i quasar espellono i gas dalla galassia.

Non solo restano privi di nutrimento,

ma la galassia perde la materia prima per la formazione stellare.

Paradossalmente, potrebbe rivelarsi positivo per la vita.

L’alternativa è molto più rischiosa:

troppe stelle.

La formazione stellare è spesso seguita dall’esplosione di stelle massicce

che diventano supernove in grado di sterilizzare i pianeti.

Ma ovviamente è più complicato di così.

Come l’interconnessione della biosfera del nostro pianeta,

ogni parte della galassia è interdipendente

ed influenza tutte le altre parti dell’ambiente galattico.

Nonostante oggetti caldi come quasar e supernove

tendano ad espellere i gas dalla galassia,

le onde d’urto e i getti dei quasar possono comprimere i gas

innescando un breve periodo di formazione stellare.

Ma in generale possiamo affermare che senza un po’ di raffreddamento

noi non esisteremmo.

Il che ci porta alla domanda finale.

In passato la Via Lattea ha avuto un quasar?

Non è chiaro se tutte le galassie attraversino una fase quasar,

ma studiare i quasar remoti può fornire degli indizi

sulla storia della Via Lattea.

Le galassie nascondono bene i loro trascorsi.

Come sabbia su una spiaggia,

il continuo rimescolarsi cancella le tracce del loro passato.

È possibile che la Via Lattea sia stata un quasar,

con il nostro buco nero supermassiccio – Sagittarius A* –

che ha raggiunto i 4 milioni di masse solari.

E anche se ora è inattivo,

in futuro Sagittarius A* potrebbe trasformarsi in un quasar.

Tra pochi miliardi di anni, la Via Lattea si fonderà con Andromeda.

Abbiamo visto un centinaio di “quasar doppi”

frutto di collisioni galattiche

che forniscono nuovo gas ai buchi neri centrali.

Ma non durerebbe a lungo.

Quando due galassie si fondono,

lo stesso accade ai loro buchi neri supermassicci

che si immergono nel centro della nuova galassia

scagliando polvere e stelle in ogni direzione.

Non sappiamo se tutto questo accadrà,

ma sarebbe una vista davvero incredibile.

Forse in un futuro remoto qualcuno avrà l’opportunità di assistervi

e di rimanere estasiato da questa visione

Ma voi non dovete aspettare così a lungo.

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