Microlenti gravitazionali per scovare le galassie più lontane

SCOPERTE – Individuare un nucleo galattico attivo, AGN, che si trova a centinaia di milioni o miliardi di anni luce dalla Terra non è un compito semplice. Questi oggetti sono in grado di emettere una grande quantità di energia da uno spazio davvero piccolo e per questo studiarli nei dettagli è un compito arduo per gli astronomi. Una nuova tecnica, però, potrebbe essere quella di concentrarsi sul fenomeno delle microlenti gravitazionali, in cui una stella o un pianeta sono in grado di riflettere e amplificare il segnale emesso dalla sorgente che così, anche se molto lontana, può essere osservata e analizzata.

A proporre l’utilizzo delle microlenti gravitazionali è Alastair Bruce, dottorando dell’università di Edimburgo, che al National Astronomy Meeting di Nottingham ha presentato i risultati pubblicati anche su Royal Astronomical Society. Considerata l’emissione energetica del singolo nucleo galattico attivo, che spesso è pari all’emissione delle stelle di una intera galassia, gli scienziati ritengono che sia generata dalla caduta di gas all’interno di un buco nero supermassivo, la cui massa è superiore di milioni di milioni di volte quella del Sole.

Ma cosa accade al gas quando entra nel buco nero? È proprio questa la domanda a cui gli scienziati cercano di rispondere, ma lavorando con oggetti così piccoli a distanze così grandi il risultato delle osservazioni, anche se eseguito col telescopio più potente di cui disponiamo, è quello di ritrovarsi davanti ad un semplice puntino luminoso. Per questo motivo è necessaria la spettroscopia: osservare la luce emessa e cercare di studiarne le caratteristiche, anche se determinare la vera grandezza del disco galattico e la sua localizzazione risulta tutt’oggi complicato.

L’idea di Bruce appare allo stesso tempo semplice ed efficace per risolvere questo problema. Il dottorando si ripropone di sfruttare il fenomeno delle microlenti gravitazionali, descritto nella teoria della relatività generale di Albert Einstein oltre un secolo fa, secondo cui la luce viaggia in assetto curvato nello spazio-tempo, risentendo dell’influsso dei campi gravitazionali. Per il fenomeno del microlensing non c’è bisogno di grandi oggetti massivi, come buchi neri, ma anche un pianeta o una stella possono svolgere la funzione di lente gravitazionale, prendendo il nome di “microlente”.

Immaginiamo dunque di voler osservare un AGN molto distante dalla Terra. Se nel viaggio che la luce emessa dall’AGN compie per raggiungere la Terra incontra un pianeta o una stella, il segnale viene amplificato di un fattore che dipende dalla dimensione dell’oggetto che funge da lente, fornendo agli astronomi indizi preziosi sulla galassia che si vuole studiare.

Bruce e il suo team hanno così preso in esame due eventi in cui la luminosità di un AGN è stata aumentata di 10 volte. Gli scienziati sapevano che in quella zona si trovava una galassia, la cui esistenza era già stata accertata, e così hanno potuto verificare la veridicità del loro modello per individuare con le microlenti gravitazionali la sorgente dell’emissione. Un risultato che pone le basi per la “caccia” ad altri Agn partendo dalle singole osservazioni eseguite proprio grazie alle microlenti gravitazionali, come ha spiegato Bruce:

“A volte la natura offre il suo aiuto agli astronomi e permette di osservare un evento davvero raro. Accade così che un allineamento non prevedibile di oggetti celesti, che si trovano a miliardi di anni luce lontani da noi, sia di aiuto per studiare i dintorni dei buchi neri. In teoria, le microlenti gravitazionali possono permetterci di vedere i dettagli di accrescimento del disco e delle nubi nelle sue vicinanze. Abbiamo davvero bisogno di approfittare di queste opportunità quando si presentano”.

Se ad oggi non ci sono telescopi con una risoluzione tale da studiare nei dettagli le emissioni di energia dei nuclei galattici attivi, il futuro di questo tipo di osservazioni potrebbe essere rappresentato dal Large Synoptic Survey Telescope, LSST, un telescopio riflettore con specchio primario di circa 8 metri costruito in Cile, che a partire dal 2019 scandaglierà il cielo a caccia di cambiamenti di luminosità che potrebbero aiutare a individuare gli Agn con le microlenti gravitazionali.

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