MILANO – Triennale/Magistrale – Buchi neri super-massicci nell’Universo primordiale – Studio Buchi neri super-massicci nell’Universo primordiale visti da eROSITA

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 studiare i Quasar di alto redshift visti dal nuovo telescopio spaziale ai raggi X eROSITA. Questi primi dati, che sono stati rilasciati alla comunità scientifica negli ultimi mesi, sono di grande interesse in quanto sono in grado di rivelare e caratterizzare i Quasar più estremi presenti all’alba cosmica. Il lavoro di tesi prevede di combinare le proprietà in banda X con quelle ad altre lunghezze d’onda (ad esempio radio e ottica) in modo da caratterizzare le proprietà fisiche delle sorgenti come la presenza o meno di getti relativistici, la massa del buco nero centrale la velocità di accrescimento, inquadrandole poi nel contesto evolutivo dei SMBH.
A seconda del tipo di tesi (triennale/magistrale) è previsto l’approfondimento di alcune tematiche e/o lo studio di un singolo oggetto o di un campione più ampio di sorgenti.

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