Aveva promesso novita' a sensazione, Halton Arp, per la sua attesissima conferenza pubblica del 18 Maggio a Tradate. Bisogna dire che, a suo modo, e'stato veramente di parola! Di fronte ad un pubblico strabocchevole di quasi 800 persone provenienti da mezza Italia e anche dall'Estero (con collegamento audio/video a circuito chiuso all'esterno della sala per permettere a tutti di seguire la conferenza), ha infatti presentato in anteprima per l'Italia, gli ultimi risultati delle sue controversie ricerche sulla natura dei quasar e sull'origine delle galassie. Per la piccola citta' di Tradate si e' trattato certamente di una serata STORICA: MAI, infatti, in precedenza, si ricorda un simile successo per una conferenza pubblica a Tradate!
La figura di Halton Arp e' gia' stata da noi ampiamente presentata sulla nostra pagina Internet in preparazione alla conferenza. Lo scopo di queste di queste note e' invece quello di riassumere le novita' piu' interessanti su cui Arp si e' soffermato dutante la sua conferenza.
Argomento della serata del 18 Maggio erano naturalmente i misteriosi QUASAR: come noto, questi corpi dall'aspetto stellare, sono fondamentalmente caratterizzati da un eccezionale spostamento verso il rosso delle linee spettrali (redshift z): questo fatto, viene normalmente interpretato come effetto Doppler e quindi implica per i quasar una grandissima velocita' di allontanamento, ovvero (in base alla legge di Hubble) una grandissima distanza da noi. Da questo punto di vista sembra proprio che nei quasar sia scritto il mistero dell'origine delle galassie e dell'Universo in generale: essi infatti vengono normalmente interpretati come buchi neri nel nucleo di galassie primordiali e GIOVANISSIME. Questo indicherebbe l'impossibilita' di un qualunque collegamento tra i quasar stessi e quelle galassie vicine su cui Arp ha lavorato fotograficamente per quasi 30 anni. Ma appena Arp comincio' ad interessarsi della distribuzione dei quasar nel cielo accumulo' indizi sempre piu' appariscenti di possibili collegamenti tra quasar al alto z e galassie irregolari a basso z. Cosi' Arp si vide costretto a mettere in dubbio un'idea assai radicata (allora come adesso): quello secondo cui lo spostamento verso il rosso delle righe spettrali sia SEMPRE dovuto ad effetto Doppler, quindi sia una conseguenza dell'espansione dell'Universo. (vedi altrove una rassegna di esempi su questo argomento).
Le ricerche di Arp in questi ultimi anni, sono tutte tese a rintracciare vere (o presunte) prove sperimentali del fatto che i quasar, lungi dall'essere situati ai limiti dell'Universo osservabile, siano in realta' oggetti espulsi dai nuclei di certe galassie attive. Essi si evolverebbero prima in oggetti BL Lacertae e poi in galassie normali. Paradossalmente, dunque, anche secondo Arp i quasar sarebbero oggetti giovanissimi destinati ad evolversi in galassie normali. Solo che, secondo Arp, l'eccezionale valore di z non avrebbe nulla a che fare con la velocita' di recessione ma sarebbe una caratteristica INTRINSECA dei quasar stessi, dipendente solo dalla loro eta' (nel senso che z sarebbe tanto maggiore quanto minore e' l'eta').
Questa visione e' cosi' contraria alle idee piu' radicate della Cosmologia moderna, da lasciare esterrefatti. E Halton Arp lo sa benissimo. Per questo, con passare degli anni, il suo lavoro e' consistito nella ricerca di esempi sperimentali sempre piu' emblematici. Negli anni 70 lo sforzo di Arp era volto alla ricerca di un accumulo statisticamente significativo di quasar attorno a certe galassie peculiari. Un accumulo che, in certi casi, sembra davvero superiore a qualunque oscillazione statistica e che, di recente, i suoi oppositori hanno cercato di spiegare ammettendo che esista una specie di 'effetto lente'focalizzante dei quasar 'lontani' da parte dei grandi aloni di materia oscura che si e' costretti ad ammettere per spiegare le anomalie nella dinamica delle galassie stesse (leggi per esempio, velocita' di rotazione indipendente dalla distanza dal nucleo). Neanche a farlo apposta... Arp non crede minimamente all'esistenza della materia oscura (ed a Tradate l'ha ribadito chiaramente: quindi ritiene che gli addensamenti di quasar nei pressi di certe galassie siano un fenomeno fisicamente reale e conseguente al fatto che i quasar siano 'figli' delle galassie stesse. Da qui il suo sforzo di trovare prove sperimentali 'inconfutabili' sull'espulsione dei quasar da nuclei galattici. Su questo punto, bisogna ammettere che ha presentato a Tradate alcuni risultati che, dal punto di vista sperimentale, sono a dir poco sorprendenti. Merito anche delle osservazioni effettuate dal satellite ROSAX su alcune galassie Seyfert a forte emissione di raggi X, lungo il cui asse minore si e' a voltetrovato un eccesso di sorgenti X secondarie poi identificate come quasar dagli spettri.

Figura 1: NGC 4235, una galassia Seyfert con due forti sorgenti di raggi X attorno ad essa. I redshift di z=0.334 per il quasar e z=0.136 per l'oggetto BL Lac sono molto maggiori del redshift della galassia centrale, z=0.007. (Cortesia Halton Arp)  Immagine più grande: 18K

Un esempio e' la galassia Seyfert NGC4235: si tratta di una galassia vicina (z=0,007) intrinsecamente molto brillante nella banda X, che presenta, lungo l'asse minore e in posizioni simmetriche rispetto al nucleo, altre due deboli sorgenti X (un quasar con z=0,334 ed un BL Lac con z=0,136). La probabilita' calcolata che questo allineamento in posizione SIMMETRICA sia casuale e', secondo Arp, <1/10000. Ma l'esempio piu'impressionante riguarda la galassia Seyfert NGC3516, piuttosto vicina e visibile di profilo.

Figura 2: NGC 3516, una galassia Seyfert molto attiva. Agli oggetti luminosi nei raggi X sono stati misurati i redshift. I valori sono scritti nell'immagine. (Cortesia Halton Arp)  Immagine più grande: 14K

Attorno a questa forte sorgente X ha lavorato spettroscopicamente per due anni con Arp il gruppo di Yaoquan Chu presso il riflettore da 2,2 metri dell'Osservatorio di Beijing. Ebbene, entro 30' dal nucleo della galassia, sono stati scoperti ben 5 quasar ed un oggetto BL Lac con caratteristiche sia geometriche che spettroscopiche davvero peculiari. Eccone un riassunto:
1) tutti gli oggetti ad alto z sono disposti entro 20° dall'asse minore della Seyfert con distribuzione simmetrica rispetto al nucleo
2) I valori di z non sembrano casuali: essi infatti diminuiscono sistematicamente con piu' aumenta la distanza (va ricordato che, per Arp, questi valori di z non hanno nulla a che fare con l'effetto Doppler) dal nucleo della Seyfert
3) La diminuzione di z con la distanza e' simmetrica rispetto al centro della galassia, quindi si ritrova su entrambi i lati del suo asse minore.
4) Infine i valori di z mostrano di essere non continui ma quantizzati secondo la ben nota formula di Karlsson ripresa da Guthrie e Napier nel 1996 (su Astronomy and Astrophysics).
Secondo Arp la probabilita' che ciascuna di queste peculiarita' sia casuale e' infinitesima. Figurarsi poi il fatto che esse si verificano tutte contemporaneamente su uno stesso oggetto.

Figura 3: tabella degli oggetti trovati intorno alle galassie a spirale. (Cortesia Halton Arp)  Immagine più grande: 40K

Sempre secondo Arp, l'unico modo per spiegare questi dati sperimentali e' ammettere che il redshift sia una caratteristica INTRINSECA dei quasar NON legata all'effetto Doppler. Questo fa parte di una complessa teoria, pubblicata da Arp e Narlikar nel 1993 (sul The Astrophysical Journal) che rifiuta l'idea del Big Bang e postula fondamentalmente una creazione continua di materia eiettata nell'Universo dai nuclei delle galassie attive sotto forma di quasar.

Figura 4: Rappresentazione schematica dei quasar e delle galassie compagne associate ad essi, come osservate dal 1966 ad ora. La progressione delle caratteristiche è empirica, ma è anche richiesta dalla teoria delle particelle a massa variabile di Narlikar e Arp. (Cortesia Halton Arp)  Immagine più grande: 15K

Piu' precisamente:
1) al momento dell'emissione la materia e' costituita da particelle atomiche con massa quasi nulla, velocita' di eiezione prossima a quella della luce e valore di redshift eccezionalmente alto.
2) Con il passare del tempo si ha un aumento della massa della materia emessa dai nuclei galattici attivi con relativa trasformazione in quasar veri e propri: questo produce come conseguenza una diminuzione della velocita' e del valore INTRINSECO del redshift. Dunque, per un quasar, alto valore di z vuol dire eta' molto giovane.
3) Quando il redshift scende a z=0,1-0,3 il quasar si trasforma in un oggetto BL Lacertae: da qui, eventualmente per successiva emissione, derivano le galassie compagne.
4) Questo significa che in un ammasso compatto dominato da una galassia principale, le compagne (essendo piu' giovani) dovrebbero mostrare un valore di z significativamente maggiore di quello della galassia dominante. Ebbene, questo e' proprio quello che e' stato sorprendentemente pubblicato da Arp sul The Astrophysical Journal del 1 Gennaio '97, relativamente ad un ampio campione di ammassi compatti!

Figura 5: La distribuzione dei quasar attorno alle galassie è sempre entro un cono aperto 20° e avente come asse l'asse minore della galassia. Le galassie compagne invece sono disperse in un cono ampio anche 35°.  (Cortesia Halton Arp)  Immagine più grande: 16K

5) Infine questo processo fa si' che i quasar si distribuiscano lungo l'asse minore di una galassia attiva, entro +-20° dallo stesso. Per contro le galassie compagne possono presentare una dispersione che puo' arrivare a +-35° dall'asse minore. In entrambi i casi la distanza massima dalla galassia madre non supera i 400 Kparsec. Esattamente quanto verificato da Arp in questi ultimi anni su almeno una decina di casi.

Figura 6: La teoria di Narlikar prevede tutti gli effetti osservati da Arp, in particolare che il redshift sia collegato all'età del quasar o della galassia. Inoltre si propone come una generalizzazione della attuale teoria dell'universo. (Cortesia Halton Arp)  Immagine più grande: 71K

Che dire a questo punto se non rimanere al tempo stessi sorpresi e perplessi? La sorpresa e' naturalmente legata alla capacita' di Arp di accumulare osservazioni SPERIMENTALI sempre piu' difficili da controbattere. La perplessita' e' legata invece all'interpretazione teorica che lo stesso Arp da' dei suoi dati sperimentali, troppo contraria al senso comune da essere valutata con molta cautela! Una cosa, pero', e' apparsa chiara durante la conferenza del 18 Maggio: la necessita' che i suoi casi piu' emblematici vadano comunque approonditi. Se si dimostrassero reali potrebbero infatti condurre a qualche scoperta completamente nuova, forse fondamentale per tutta la ricerca cosmologica. In fondo, di esempi di questo tipo e' piena
la storia della scienza.
 

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