Anche Bari partecipa alla scoperta del meccanismo delle esplosioni gamma di un quasar lontano 8 miliardi di anni luce

BARI – Un gruppo internazionale di astrofisici ha individuato il processo fisico che provoca le intense esplosioni di raggi gamma provenienti dal quasar OP 313, un oggetto cosmico distante quasi 8 miliardi di anni luce dalla Terra. Alla ricerca ha contribuito in modo significativo il Dipartimento Interuniversitario di Fisica dell’Università e del Politecnico di Bari, insieme alla sezione barese dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN).

I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Astronomy and Astrophysics e riguardano un periodo di attività particolarmente intensa osservato tra il 2023 e il 2024.

Secondo quanto emerso dall’analisi dei dati, le potenti emissioni di energia si verificano quando nuove quantità di materia vengono espulse dalla regione che circonda il buco nero supermassiccio al centro della galassia. Questo materiale viene convogliato in getti di particelle che partono dal nucleo galattico e, entrando in collisione tra loro, generano un fenomeno estremamente energetico.

L’impatto tra queste strutture provoca una violenta accelerazione delle particelle, trasformando la luce in raggi gamma, la forma più energetica di radiazione conosciuta. Gli scienziati sottolineano che è la prima volta che questo meccanismo viene ricostruito con chiarezza per il quasar OP 313, grazie a osservazioni effettuate con diversi strumenti astronomici.

OP 313 appartiene alla categoria dei blazar, galassie caratterizzate dalla presenza di un buco nero supermassiccio che emette due getti di particelle a velocità prossime a quella della luce. Quando uno di questi getti è orientato verso il nostro pianeta, come avviene in questo caso, la galassia appare particolarmente luminosa e variabile, diventando un laboratorio naturale per studiare fenomeni fisici estremi.

Per comprendere il comportamento del quasar, il team di ricerca ha analizzato 15 anni di osservazioni raccolte da radiotelescopi terrestri e dai telescopi spaziali NASA Fermi e Swift. Gli scienziati hanno confrontato l’evoluzione del getto osservato nelle onde radio con i picchi di emissione registrati nei raggi gamma.

In uno degli episodi più intensi, i ricercatori hanno rilevato la comparsa di una nuova struttura nel getto poco prima dell’esplosione gamma, elemento che ha fornito una prova diretta del collegamento tra l’espulsione di materia e la produzione dell’energia osservata.

Prima firmataria dello studio è Chiara Bartolini, dottoranda del Dottorato Nazionale in Scienze e Tecnologie Spaziali, studentessa dell’Università di Trento e associata alla sezione INFN di Bari. La ricercatrice spiega che l’analisi ha permesso di osservare con grande precisione ciò che accade nelle vicinanze di un buco nero supermassiccio nel momento in cui si genera un’esplosione di raggi gamma. La comparsa di una nuova porzione del getto seguita dal picco di emissione ha consentito agli scienziati di collegare direttamente la causa del fenomeno con i suoi effetti.

A sottolineare l’importanza del lavoro è anche Elisabetta Bissaldi, docente del Dipartimento Interuniversitario di Fisica dell’Università e del Politecnico di Bari e ricercatrice INFN. Secondo la studiosa, lo studio dimostra quanto sia essenziale combinare osservazioni provenienti da diverse bande dello spettro elettromagnetico, dalle onde radio fino ai raggi gamma, per ricostruire processi che avvengono a distanze cosmiche.

La ricerca rappresenta inoltre un esempio concreto di collaborazione tra università e istituti di ricerca, che consente anche a giovani ricercatrici e ricercatori di contribuire in modo significativo allo sviluppo della conoscenza scientifica su alcuni dei fenomeni più estremi dell’universo.