La più luminosa emissione di raggi gamma

Un team dell’University of Oklahoma ha rilevato per la prima volta la più luminosa emissione di raggi gamma da una galassia: Arp 220, risultato della collisione di due galassie e in processo di fusione, è la galassia ultraluminosa all’infrarosso più vicina alla Terra, e rappresenta i processi energetici estremi che si verificano nelle galassie.

La prima rilevazione di raggi gamma da una galassia ultraluminosa all’infrarosso avviene quando i raggi cosmici più energetici collidono con il mezzo interstellare portando queste galassie a brillare, e consentendo le osservazioni di queste galassie a gamme di energia più elevate. Le galassie luminose all’infrarosso e le galassie ultraluminose all’infrarosso, molte delle quali si formano in seguito a fusioni di galassie, sono le più luminose fra le galassie.

Xinyu Dai, professore dell’University of Oklahoma, College of Arts and Sciences, Rhiannon Griffin ed il professor Todd Thompson dell’Ohio State University, hanno fatto la scoperta dopo aver raccolto i dati del telescopio spaziale per raggi gamma Fermi.

“Queste galassie sono differenti a causa della loro immensa formazione stellare e della polvere aggiuntiva che disperde la luce e le rende luminose all’infrarosso”, ha detto Griffin. “Con questa rilevazione, stiamo ampliando il range di energie utilizzate per studiare queste galassie”. “Siamo molto soddisfatti di questa scoperta”, ha aggiunto Dai. “La luce dei raggi gamma svela la popolazione di particelle estremamente energetiche nelle galassie, e questa scoperta mostra che il contenuto dei raggi cosmici è proporzionale alla luminosità delle galassie, anche per quella più luminosa”.

Griffin e Dai hanno sviluppato una metodologia di raccolta dati per rilevare l’emissione di raggi gamma da Arp 220. Le massicce quantità di formazione stellare trovate nelle galassie luminose all’infrarosso e nelle galassie ultraluminose all’infrarosso implicano che molte stelle massicce esplodano in supernove, l’ultima fase della vita di una stella massiccia. L’esplosione accelera numerose particelle a velocità relativistiche. Queste particelle diventano raggi cosmici che interagiscono, trasformandosi sia in particelle che in luce, comprese le emissioni di raggi gamma. Dal momento che i raggi cosmici sono difficili da misurare, i raggi gamma rivelano una componente di energia nascosta nelle galassie.

Arp 220 si trova a circa 250 milioni di anni luce dalla Terra, e il suo centro contiene più di 200 immensi ammassi stellari. Il più massiccio di questi ammassi contiene abbastanza materiale da eguagliare 10 milioni di soli, due volte più massiccio di qualsiasi ammasso stellare paragonabile nella Via Lattea. Ci aspettiamo che l’emissione gamma corrisponda a due dischi compatti nel nucleo di Arp 220, che contiene quasi tutta l’attività di formazione stellare della galassia. Lo studio è stato pubblicato su Astrophysical Journal Letters.

http://phys.org/news/2016-05-astrophysicists-luminous-diffuse-gamma-ray-emission.html