MILANO (LC) – Magistrale – Buchi neri super-massicci nell’Universo primordiale – Studio delle regioni più interne dei getti relativistici in quasar di alto redshift usando la tecnica VLBI

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 tecnica VLBI (Very Long Baseline Interferometry) è una speciale tecnica osservativa che permette di ottenere immagini in banda radio con le risoluzioni più elevate (millesimi di secondo d’arco) raggiungibili con i telescopi moderni.
Questa tecnica è stata recentemente utilizzata per produrre le prime immagine dirette dei buchi neri super-massicci presenti della nostra Galassia (SgrA^*) e nella galassia attiva M87.
Il nostro gruppo di ricerca ha ottenuto osservazioni VLBI di diversi Quasar di alto redshift e lo studente interessato potrà ridurre e analizzare una di queste osservazioni derivando così una mappa di altissima risoluzione delle regioni più interne del getto relativistico del quasar.
Lo studente utilizzerà uno dei due programmi principali per la riduzione di questi dati (AIPS oppure CASA).

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