Un Anello Galattico di Buchi Neri e Stelle di Neutroni

07 Set 2018 Un Anello Galattico di Buchi Neri e Stelle di Neutroni

Gli astronomi hanno utilizzato l’Osservatorio a raggi X Chandra per scoprire un eccezionale anello ricco di buchi neri o stelle di neutroni in una galassia a 300 milioni di anni luce dalla Terra. Questa insolita struttura può aiutare gli scienziati a comprendere meglio i violenti processi che avvengono quando una galassia va a finire addosso ad una sua compagna nel corso di un impatto catastrofico.

AM 0644-741 (AM 0644 in breve) è una galassia ad anello localizzata ad una distanza di 300 milioni di anni luce dalla Terra. In questa nuova immagine della spettacolare galassia i raggi X rilevati da Chandra (in viola) sono stati combinati con dati ottici del telescopio Hubble (in verde, rosso e blu). I dati di Chandra rivelano la presenza di sorgenti di raggi X molto brillanti disposte in uno straordinario anello: molto probabilmente si tratta di sistemi binari alimentati da un buco nero di massa stellare o da una stella di neutroni. Lo studio, guidato da Anna Wolter dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Brera, è pubblicato su Astrophysical Journal.

Ma come si è formato il fotogenico anello di AM 0644? Secondo gli astronomi la sua nascita deriva dal violento impatto di una galassia che è stata trascinata verso un’altra dalla forza di gravità. La prima galassia ha generato increspature nel gas della seconda galassia, AM 0644, visibile in basso a destra nell’immagine. Le increspature in seguito hanno prodotto un anello di gas in espansione che ha innescato la nascita di nuove stelle. La galassia colpevole del violento tamponamento galattico è probabilmente quella localizzata in basso a sinistra nella ripresa.

Le più massicce fra le stelle neonate formatesi in seguito alla collisione hanno avuto vita breve, soltanto pochi milioni di anni. Alla loro morte sono esplose in supernove, lasciandosi dietro buchi neri con massa tra 5 e 20 volte quella solare o stelle di neutroni superdense con massa simile a quella del Sole. Alcuni buchi neri o stelle di neutroni appartengono a sistemi binari, e sottraggono materiale da una stella compagna. Il gas depredato ricade verso il buco nero o la stella di neutroni e va a formare un disco rotante, venendo riscaldato e producendo raggi X in quantità, che possono essere rilevati da Chandra. Tutte le sorgenti di raggi X individuate nell’anello della galassia sono così brillanti da poter essere classificate come sorgenti ultraluminose di raggi X (ultraluminous X-ray sources, ULX), una classe di oggetti che producono una quantità di raggi X da centinaia a migliaia di volte superiore rispetto a gran parte dei sistemi binari “normali”, in cui una stella è in orbita attorno a un buco nero o una stella di neutroni.

L’origine della luminosità estrema in banda X non è ben chiara. Potrebbe trattarsi di buchi neri di massa intermedia che divorano materiale, o di una crescita insolitamente rapida del buco nero o della stella di neutroni nel sistema binario, o di effetti derivanti da interazione tra materiale in caduta e linee di campo magnetico. I dati rivelano inoltre la presenza di altre sorgenti non localizzate nell’anello. Una delle sorgenti si è rivelata un buco nero in rapida crescita situato alle spalle della galassia, ad una distanza di 9,1 miliardi di anni luce dalla Terra. Nel corso dello studio gli scienziati hanno analizzato altre sei galassie ad anello, individuando in totale 63 sorgenti di raggi X, 50 delle quali ultraluminose.
[ Barbara Bubbi ]

Credit X-ray: NASA/CXC/INAF/A. Wolter et al; Optical: NASA/STScI

http://chandra.si.edu/photo/2018/ring/

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