Un gruppo di ricercatori guidati da Paula Sánchez-Saez, dottoranda presso il Dipartimento di Astronomia dell'Università del Cile, è stato in grado di determinare che il tasso di variazione della luce emessa dal materiale assorbito dai buchi neri supermassicci nei nuclei delle galassie attive è determinato dal tasso di accrescimento, cioè dalla quantità di materiale assorbito.
'La luce emessa da un materiale la cui luminosità cambia notevolmente nel tempo, quindi possiamo parlare di alcuni cambiamenti. Sappiamo che sta cambiando, ma ancora non sappiamo perché osservando altri oggetti, come stelle o galassie senza nuclei attivi, vediamo che la loro luminosità è costante nel tempo, ma se guardiamo galassie con nuclei attivi , la loro luminosità aumenta e diminuisce, cioè è completamente imprevedibile. Abbiamo studiato come l'ampiezza della variabilità è correlata alla luminosità media emessa da un buco nero supermassiccio (AGN) e al tasso di accrescimento di AGN (cioè la quantità di materiale assorbito dal buco nero all'anno). I risultati della nostra analisi mostrano che, contrariamente a quanto si pensava in precedenza, l'unica proprietà fisica importante per spiegare l'ampiezza della variabilità è il tasso di accrescimento degli AGN “, afferma Paula Sanchez nella sua pubblicazione.
Lo studio ha scoperto che esiste una sola proprietà fisica che può prevedere la variabilità di questi oggetti: il tasso di accrescimento. “L'unica cosa che conta è quanto materiale entra in questo buco nero supermassiccio. Quindi, se è a “dieta” o se “deglutisce”, allora ci vuole molta energia per “mangiare” … cioè, determina se molto o poco. La nostra scoperta è che meno “ingoiano”, più cambiano “, ha spiegato Polina Lyra, ricercatrice presso il dipartimento di astronomia dell'Università del Cile e ricercatrice presso il CATA Astrophysicist Center for Excellence.
Per Paula Sánchez-Sáez, la prima autrice dello studio, l'importanza di questa scoperta è cercare di capire qual è il meccanismo fisico di questa variabilità, una delle caratteristiche più intrinseche dei nuclei galattici attivi.
“I risultati ottenuti in questo studio sfidano il vecchio paradigma secondo cui l'ampiezza della variabilità degli AGN dipende principalmente dalla luminosità degli AGN. Si credeva che la misurazione della massa dei buchi neri non fosse sempre possibile, pertanto la misurazione del tasso di accrescimento può essere eseguita con precisione per più oggetti contemporaneamente. Secondo i dati SDSS, le proprietà fisiche possono essere misurate per circa 2000 oggetti, che sono stati osservati anche nell'indagine di variabilità AGN QUEST-La Silla. Inoltre, dalla nostra osservazione, siamo stati in grado di ottenere curve di luce di ottima qualità per un ampio campione di oggetti, in modo da poter indagare in modo indipendente la variabilità di ciascun oggetto, cosa che prima non era possibile per la maggior parte degli AGN. Con misurazioni accurate delle proprietà fisiche degli AGN, insieme a una buona caratterizzazione della variabilità dei singoli AGN, siamo stati in grado di determinare che il fattore principale che determina l'ampiezza della variazione è il tasso di accrescimento, o più, o in termini tecnici, il rapporto di Eddington.
I dati utilizzati in questo lavoro sono stati presi da due fonti contemporaneamente. Per analizzare la variabilità, gli scienziati hanno utilizzato i dati dell'indagine di variabilità QUEST-La Silla AGN (condotta da Paulina Lira), che è stata condotta dal 2010 al 2015, osservando cinque località extragalattiche contemporaneamente. Per studiare le proprietà fisiche degli AGN, sono stati utilizzati i dati spettrali pubblici dello Sloan Digital Sky Survey (SDSS).
In futuro, i ricercatori intendono studiare la sequenza temporale della variabilità di questi nuclei galattici attivi:
'Un'altra proprietà molto importante è la scala temporale della variabilità di questi oggetti. Per misurare con precisione questa proprietà, abbiamo bisogno di curve di luce che si estendono su 10 anni. Pertanto, dobbiamo attendere ricerche future, come le osservazioni dal Large Synoptic Observation Telescope (LSST), per fornire più dati fotometrici che possiamo combinare con i dati attuali, in modo da poter combinare questi dati con i nostri dati dal sondaggio di variabilità QUEST-La Silla AGN che espanderà le nostre curve di luce a circa 20 anni “, ha concluso Paula.
