Una Fontana Galattica in Tutta la Sua Gloria

Una Fontana Galattica in Tutta la Sua Gloria

A un miliardo di anni luce dalla Terra si annida una delle strutture più massicce dell’Universo, una gigantesca galassia ellittica circondata da un ammasso di galassie noto come Abell 2597. Nel cuore della galassia centrale dell’immenso raggruppamento, un vorace buco nero supermassiccio alimenta l’equivalente cosmico di una fontana monumentale, spargendo nello spazio ampie riserve di freddo gas molecolare che poi ricade indietro verso l’oscuro divoratore.

Da tempo si teorizza sull’esistenza di fontane cosmiche di questo genere, che continuamente rimettono in circolo il carburante necessario per la formazione stellare in una galassia. Nuove osservazioni dell’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) hanno mostrato la prima evidenza chiara di afflussi e deflussi gassosi in una galassia, guidati dall’azione del buco nero supermassiccio centrale. “Il buco nero supermassiccio al centro di questa galassia gigantesca agisce come una ‘pompa’ meccanica in una fontana d’acqua”, spiega Grant Tremblay dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics in Cambridge, a guida dello studio. “Questo è uno dei primi sistemi in cui abbiamo individuato chiara evidenza sia di afflusso di gas molecolare verso il buco nero sia di deflusso derivante da getti lanciati dal buco nero”.

Secondo il team, l’intero sistema opera attraverso un processo di feedback che si auto-regola. Il materiale in caduta alimenta la fontana, facendo sì che il buco nero ‘si accenda’, rilasciando a sua volta dalle sue immediate vicinanze getti ad alta velocità di plasma estremamente caldo, che si dirige verso l’esterno della galassia. Mentre prosegue il suo viaggio, il materiale si raffredda e spinge addensamenti e flussi gassosi verso il vasto alone della galassia, da dove infine il gas piove nuovamente verso il buco nero, in un ciclo che si ripete.

In totale, ben tre miliardi di masse solari di gas molecolare fanno parte di questa fontana galattica, formando una nube filamentosa che si estende per 100.000 anni luce. I ricercatori sono stati in grado di misurare il moto del gas di ritorno verso il buco nero studiando posizione e moto delle molecole di monossido di carbonio individuate da ALMA. Dati precedenti dello strumento Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) sul Very Large Telescope (VLT) dell’ESO hanno rivelato gas caldo ionizzato espulso dalla galassia, rivelando i getti della fontana. I dati di ALMA e di MUSE sono stati combinati con nuove osservazioni ultraprofonde dell’ammasso, effettuate dall’osservatorio a raggi X Chandra, che hanno rivelato le fasi di questa fontana cosmica in grande dettaglio.

Anche se le osservazioni riguardano una sola galassia, gli astronomi ritengono che il processo osservato sia comune nelle galassie in generale, e che sia fondamentale per la loro evoluzione. Lo studio è pubblicato su Astrophysical Journal.
[ Barbara Bubbi ]

Nell’immagine impressione artistica di Abell 2597 relativa al buco nero supermassiccio centrale che espelle freddo gas molecolare
Credit: NRAO/AUI/NSF; D. Berry

https://phys.org/news/2018-11-galaxy-scale-fountain-full-glory.html