Nell’Universo locale circa il 10% delle galassie possiedono un nucleo compatto ed estremamente luminoso detto Nucleo Galattico Attivo (AGN). In molto casi il solo AGN è più brillante dell’intera popolazione stellare della galassia (~100 miliardi di stelle) e la luminosità viene generata in una regione di dimensioni pari circa a quelle del Sistema Solare. Tale emissione non può essere spiegata sulla base di modelli di emissione stellare, ma si ritiene che gli AGN siano alimentati da accrescimento di massa su un buco nero di grande massa (anche fino ad un miliardo di volte la massa del sole). Ciò che avviene è che il gas interstellare possiede momento angolare e si dispone a formare un disco di accrescimento ruotante attorno al buco nero. Nel disco, la viscosità permette al gas di perdere momento angolare e quindi di cadere verso il buco nero, convertendo energia gravitazionale in radiazione elettromagnetica e producendo particelle accelerate a velocità relativistiche.

La classificazione degli AGN è complessa e non univoca, e dipende spesso dalla regione dello spettro in cui vengono studiati per la prima volta. Esistono tuttavia tre classi principali di AGN: galassie di Seyfert, Quasar e radio galassie. Le galassie di Seyfert costituiscono la parte meno luminosa e più vicina dei Quasar. Le radio galassie sono AGN caratterizzati da una forte emissione radio che può estendersi su dimensioni anche più grandi della galassia stessa, cioè anche oltre i 100 chilo-parsec. La maggior parte di queste sorgenti possiede infatti enormi lobi radio simmetrici, da cui viene emessa la gran parte della radiazione e alcune mostrano uno o due getti di materiale molto collimati che escono direttamente dal nucleo e si dirigono verso i lobi. Alcuni AGN sono peculiari nel senso che sono caratterizzati da sorgenti radio compatte (senza lobi) e molto potenti, sono i così detti Blazar.

Negli ultimi anni la comunità astrofisica sta compiendo un grande sforzo per comprendere al meglio gli aspetti fondamentali della struttura, della fisica e della geometria delle zone più interne degli AGN in tutte le loro diverse fenomenologie e per mettere in luce i meccanismi fisici che regolano le interazioni galassia-buco nero e la loro evoluzione in funzione del tempo cosmico.

Una delle più importanti scoperte degli ultimi anni è stata, infatti, quella delle strette relazioni che intercorrono tra la massa del buco nero e alcuni parametri strutturali delle galassie ospiti, che mostra chiaramente come l’evoluzione della galassia e la crescita del buco nero centrale siano strettamente collegati. Si parla quindi di "co-evoluzione" per indicare che, in qualche modo, galassie e buchi neri super-massivi crescono ed evolvono insieme. Si ipotizza che le interazioni tra galassie potrebbero essere responsabili dell'attivazione della formazione stellare e dell'accrescimento sul buco nero. Poiché, durante queste prime fasi di attività, grandi quantità di gas e polveri sono presenti nelle galassie, si pensa che la maggior parte della radiazione primaria dovuta alla formazione stellare ed all'attività nel nucleo sia fortemente oscurata e quasi invisibile a lunghezze d'onda come quelle ottiche o ultraviolette. Man mano che passa il tempo, la potenza della radiazione associata alla crescita del buco nero super-massivo diventa sempre più intensa tanto da essere in grado di scaldare in maniera efficace ed eventualmente espellere il gas nel mezzo interstellare dalla galassia stessa. Si sostiene che questa fase sia associata all'emissione non oscurata di un AGN brillante nell'ottico. Tale “feedback” da parte dell’AGN rallenta l’accrescimento e si ipotizza che sia anche una fase necessaria per spiegare lo spegnimento della formazione di nuove stelle nelle galassie ellittiche di grande massa. Quando la maggior parte del gas freddo è espulso dal sistema, l'accrescimento sul buco nero e la formazione stellare non possono procedere ulteriormente. Al termine di questo processo rimane una galassia passiva con un buco nero super-massivo inattivo al suo centro.

Gli AGN non sono quindi soltanto sorgenti super-energetiche, ma costituiscono una fase fondamentale nell’evoluzione globale delle galassie. Questa consapevolezza ha portato a una nuova interazione tra questi due settori di ricerca, un tempo completamente separati, conducendo anche a grandi progetti di “survey” che combinano osservazioni ottiche e infrarosse con quelle in banda X. In questi progetti la comunità italiana ha un riconosciuto ruolo di primo piano.

• 1
• 2
• 3