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Blazar senza segreti grazie ai processi gaussiani

Una tecnica statistica innovativa potrà aiutare gli scienziati a evidenziare  alcuni possibili comportamenti periodici o quasi periodici dei blazar, attraverso strumenti matematici noti come processi gaussiani. Lo afferma uno  studio condotto da un team di ricercatori dell’Inaf e dell’Università degli studi dell’Insurbia e pubblicato sull’ultimo numero di Astronomical Journal. I blazar sono sorgenti altamente energetiche, variabili e compatte e rappresentano una sottoclasse dei nuclei galattici attivi (Agn) e  i processi statistici gaussiani sono stati utilizzati nello studio per valutare la periodicità delle curve luminose di questi oggetti.

Al centro di ogni galassia, inclusa la Via Lattea, si trova un buco nero con una massa che può andare da milioni a diversi miliardi di volte quella del Sole. Il buco nero è quasi sempre quiescente, ma in alcune fasi della vita di queste galassie può essere in piena attività: in questo caso la materia cade nella buca di potenziale del buco nero e genera fenomeni in grado di convertire l’energia potenziale gravitazionale in radiazione. Le galassie in cui il buco nero centrale è in attività mostrano una zona centrale estremamente luminosa, molto più di quanto accade nelle altre.

«Per la gran parte degli oggetti celesti quello che noi osserviamo, e misuriamo, è solo la luce da loro emessa o riflessa: dai più energetici raggi gamma alle onde radio – spiega Stefano Covino, primo autore del paper e ricercatore presso l’Inaf di Brera – è sempre suggestivo scoprire la grande mole di informazioni che gli astrofisici da questi, spesso flebili, flussi di fotoni sono in grado di ottenere». Il cielo è in continua evoluzione e molte sorgenti astrofisiche sono variabili nel tempo, a volte in modo regolare, altre in maniera caotica. In questo particolare caso i processi gaussiani descritti nel paper possono rappresentare un valido strumento di indagine.

«Attraverso l’analisi dell’emissione ottica e di alte energie per due blazar, che coprono un intervallo temporale di più di dieci anni, si è potuto appurare che in almeno un caso le evidenze di comportamento periodico sono piuttosto solide – afferma Marco Landoni dell’Inaf – e questo in accordo con risultati di altri gruppi di ricerca che sono giunti a simili conclusioni con tecniche alquanto diversificate». L’emissione di due potenti getti contrapposti, dove si ha accelerazione di materia a velocità vicinissime a quella della luce, è uno dei tanti fenomeni che vengono osservati nel cielo notturno. I nuclei galattici attivi che popolano il cielo sono numerosi e alcuni – i blazar – avranno uno dei loro getti che punta proprio in direzione del nostro pianeta. L’emissione di radiazione da questi getti fa sì che siano così brillanti da oscurare all’osservazione le galassie da cui si generano. Inoltre essi mostrano variabilità estreme nel breve e nel lungo periodo.

«In particolare in questi ultimi anni la ricerca di possibili periodicità nell’emissione di queste sorgenti ha ottenuto l’attenzione di molti ricercatori – continua Covino –  si tratta però di una ricerca molto complessa in quanto parliamo di fenomeni con variabilità su diverse scale temporali, spesso caotica. Ed infatti in letteratura abbiamo risultati contrastanti».

«La possibilità di comportamenti periodici apre grandi prospettive di modellizzazione, potendo essere associata a forme di regolarità nell’accrescimento di materia o anche alla suggestiva possibilità che si tratti in realtà di un fenomeno di binarietà, ossia che al centro di queste galassie possano albergare non uno ma due buchi neri che in orbita reciproca generano la fluttuazione periodica delle emissioni che si osservano – concludono Angela Sandrinelli ed Aldo Treves dell’Inaf – si tratta comunque di fenomenologie di grande complessità, e poiché necessitano di serie temporali di lunga durata è assolutamente plausibile che nei prossimi anni, al migliorare delle capacità osservative e di raccolta dati, avremo uno scenario più chiaro della natura intima di questi oggetti».

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