Tutto quello che c’è da sapere sulla variabilità` dei blazar.

Claudia Raiteri

I blazar sono sorgenti extragalattiche estremamente interessanti, molto luminose e variabili. La letteratura scientifica su di esse e` molto vasta, per questo e` utile poter consultare un articolo di rassegna sui principali risultati osservativi ed interpretativi ottenuti in decine di anni di studi. Con questo spirito Claudia M. Raiteri, astronoma presso l’INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino, ha scritto l’articolo “The variability of blazars throughout the electromagnetic spectrum”, appena pubblicato sulla rivista “The Astronomy and Astrophysics Review”.

I blazar sono nuclei galattici attivi la cui potenza deriva da un buco nero supermassiccio, con massa da centinaia di milioni a decine di miliardi di volte quella del Sole, che si alimenta ingoiando materia incandescente proveniente da un disco di polvere e gas (detto disco di accrescimento), che ruota intorno ad esso. Dai poli di questo gigantesco buco nero vengono lanciati nello spazio due getti di plasma, all’interno dei quali le particelle viaggiano a velocita` prossime a quella della luce, emettendo radiazione su tutto lo spettro elettromagnetico, dalla banda radio ai raggi gamma. Mentre getti di questo tipo sono comuni ad altri nuclei galattici attivi, la peculiarità dei blazar consiste nel fatto che uno di essi e` orientato nella nostra direzione, facendo sì` che l’emissione dei blazar sia alterata per effetto Doppler relativistico. In particolare, questo effetto aumenta la luminosità e accorcia i tempi scala di variabilità.

In effetti, il flusso che osserviamo dai blazar può cambiare su intervalli temporali anche molto brevi, dell’ordine del minuto, e dall’analisi degli episodi di variabilità più rapida e` possibile stimare la dimensione della regione emittente, che risulta molto compatta. Ci sono evidenze osservative che suggeriscono che l’emissione alle varie frequenze provenga da regioni differenti del getto, per esempio la luce visibile sarebbe prodotta in una regione più interna rispetto alla radiazione radio.

Le cause della variabilità dei blazar sono oggetto di costante indagine e non c’è accordo tra i ricercatori. All’interno dei getti agiscono sicuramente dei meccanismi di accelerazione delle particelle, come onde d’urto che si propagano lungo il getto, riconnessione magnetica e turbolenza. Ma anche fenomeni geometrici possono determinare cambiamenti di flusso: il getto puo` ruotare su stesso a causa della rotazione del buco nero e del disco di accrescimento, puó subire precessione se il suo asse non coincide con l’asse di rotazione di questi, puó` ondeggiare se al suo interno si sviluppano delle instabilità magnetoidrodinamica.

E infatti osservazioni radio ad altissima risoluzione ottenute con tecniche interferometriche mostrano come i getti dei blazars presentino curvature che cambiano nel tempo.

Inoltre la scoperta di un comportamento periodico può indicare che il motore centrale e` in realtà costituito da un sistema binario di buchi neri supermassicci, possibile conseguenza dello scontro e successiva fusione tra galassie.

Un altro possibile fenomeno che causa variabilità e` quello del microlensing, che accade se il blazar e` lontano e sulla sua linea di vista si trova una galassia le cui stelle possono agire come lenti gravitazionali.

L’articolo affronta infine l’argomento della variabilità del comportamento polarimetrico dei blazar, che può darci informazioni preziose. Ultimamente il satellite IXPE ha offerto la possibilità di ottenere dati di polarimetria anche nella banda dei raggi X e di confrontarli con quelli osservati alle basse frequenze, in particolare nelle bande radio ed ottica, rivelando comportamenti inattesi.

L’articolo si conclude elencando una serie di problemi ancora aperti per la nostra comprensione di questi oggetti peculiari.