I quasar (sorgenti radar QUASi-stellaR) sono giganteschi corpi luminosi distanti tra 780 milioni e 13 miliardi di anni luce, e corrispondentemente vecchi. Si pensa che siano nuclei galattici attivi contenenti un buco nero supermassiccio centrale. I quasar più luminosi sono 2 trilioni di volte più luminosi del nostro sole, ovvero circa 100 galassie della Via Lattea. La loro emissione luminosa è continua ma può variare di intensità su scale temporali di anni, mesi, settimane, giorni o persino ore, suggerendo che sono piuttosto densi.
Anche di recente, negli anni ‘1980, c’era un significativo disaccordo tra gli astrofisici su cosa fossero realmente i quasar. Un consenso scientifico è emerso quando alcuni quasar sono stati trovati circondati da galassie, dando origine alla teoria del nucleo galattico attivo. È stato calcolato che, per generare la quantità di luce che producono, i quasar devono essere alimentati da buchi neri supermassicci che inghiottono tra le 10 e le 1000 masse solari all’anno. Nel disco di accrescimento di un tale buco nero, i gas surriscaldati vengono accelerati fino a raggiungere la velocità della luce, rilasciando enormi quantità di onde elettromagnetiche mentre grandi porzioni della massa vengono convertite direttamente in energia. In tali dischi, circa il 10% della materia viene convertita in energia, in contrasto con solo lo 0.7% della massa che viene convertita in energia nelle reazioni di fusione all’interno delle stelle tipiche.
Si ritiene che i quasar emettano getti relativistici dai loro poli di rotazione, come i loro cugini più piccoli, le pulsar. Nel 1979 i quasar furono usati per confermare la teoria della relatività di Einstein, mediante osservazioni di effetti di lente gravitazionale mentre la luce del quasar viaggiava verso la Terra. Mentre in un primo momento si pensava che tutti i quasar fossero “radio-rumorosi” spingendo la loro etichetta come sorgenti radio, osservazioni successive hanno rivelato che solo una minoranza (circa il 10%) dei quasar emette una copiosa energia radio. I quasar “radio-silenziosi” sono indicati come QSO (oggetti quasi stellari) e svolgono un ruolo estremamente importante negli studi sull’universo primordiale e su come si sono formate le stelle e le galassie.
Strutture precoci come i quasar potrebbero essere interpretate come i “morsi della nascita” delle galassie. Nell’universo primordiale, i gas erano distribuiti in modo più uniforme, quindi un buco nero di nuova formazione avrebbe ampie opportunità di risucchiare la materia circostante. Il nostro buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, ad esempio, contiene circa 3.7 milioni di masse solari, anche se è iniziato con una massa molto inferiore a questa. È stato impegnato a risucchiare altre stelle per miliardi di anni, ma il consumo stellare più intenso si è probabilmente verificato durante la sua storia antica. Questo spiega perché non vediamo quasar nell’universo moderno, ma sono facilmente osservabili nelle regioni più antiche.