MILANO – Triennale/Magistrale – Buchi neri super-massicci nell’Universo primordiale – Evolutionary Map of the Universe: ricerca e studio dei Buchi Neri supermassicci più lontani

Introduzione – Uno dei misteri più interessanti nell’astrofisica moderna riguarda l’origine dei buchi neri super-massicci, con masse che possono raggiungere miliardi di volte quella del nostro sole, situati al centro di quasi ogni galassia del nostro Universo. L’ipotesi più accreditata è che questi giganti siano nati relativamente “leggeri” (100-100 000 volte il nostro sole), quando l’Universo aveva circa 1/30 dell’età attuale, e abbiano poi rapidamente accresciuto materia fino a raggiungere le enormi masse osservate oggi.

Per poter verificare questo modello è fondamentale riuscire ad osservare l’Universo primordiale, fino a dove è possibile con gli strumenti attualmente disponibili, cercando di individuare i buchi neri super-massicci in fase di rapido accrescimento (noti come “Quasar”) e studiandone poi le proprietà fisiche principali (massa, velocità di accrescimento, presenza di getti relativistici, etc). In questo modo è possibile ricostruire la storia evolutiva di questi oggetti e stabilire in che modo si siano formati e quale sia stato il loro ruolo nell’evoluzione delle galassie che li ospitano.

Il nostro gruppo di ricerca è attivo da diversi anni nella ricerca e studio di Quasar nell’Universo primordiale (ovvero a redshift ∼ 4-7) con particolare attenzione verso quelli capaci di produrre potenti getti relativistici, probabilmente lungo l’asse di rotazione del buco nero centrale, i cosiddetti Quasar “radio-forti”.

Le tesi triennali e magistrali che offriamo coprono diversi aspetti di questa tematica di punta e possono essere sia di taglio osservativo (riduzione e analisi di dati provenienti da telescopi) che di impostazione più interpretativa (confronto tra dati e modelli).

Le tesi, la cui durata varia da circa 3 mesi (tesi triennali) a circa un anno (tesi magistrali), verranno svolte presso l’Osservatorio Astronomico di Brera nella sua sede di Milano. Allo studente verranno forniti tutti gli strumenti necessari al completamento del lavoro (dati, computer, software, ..).

Tesi – La tesi proposta ha lo scopo di individuare e studiare Quasar di alto redshift nelle immagini profonde in banda radio ottenute recentemente con il radio telescopio di nuova generazione ASKAP (Australian SKA Pathfinder). Questo potente telescopio sta osservando sistematicamente una grande frazione del cielo (http://emu-survey.org/) con una sensibilità di gran lunga superiore a quelle ottenute in precedenza ed è quindi in grado di individuare Quasar molto distanti nello spazio (e quindi nel tempo) arrivando ai confini dell’Universo attualmente osservabile.
A seconda della tipologia di tesi (triennale/magistrale) e dell’interesse dello studente, il lavoro potrà essere focalizzato sulla ricerca di nuovi Quasar di alto redshift o sulla caratterizzazione fisica (stima della massa del buco nero centrale e della velocità di accrescimento, potenza del getto, …) di quelli individuati fino ad ora per inquadrarle poi nel contesto evolutivo dei Buchi Neri Supermassicci.

[Legenda immagine: timeline dell’Universo, dal big-bang a oggi: la tesi proposta riguarda il periodo indicato dal box rosso [credits: NAOJ].