18 Gen 2021 Superstrade Magnetiche per Materiale Galattico
Migliaia di stelle giovani e massicce alimentano, con i loro impetuosi venti stellari, la formazione di un supervento che provoca l’espulsione di ingenti quantità di gas e polveri dalla galassia Messier 82, verso lo spazio intergalattico. Un nuovo studio dimostra che i campi magnetici rivestono un ruolo essenziale in questo violento processo, fino a distanze di decine di migliaia di anni luce dalla galassia.
La Galassia Sigaro (Messier 82) si trova a 12 milioni di anni luce di distanza da noi, nella costellazione dell’Orsa Maggiore, ed è nota per la sua fenomenale capacità di formare nuove stelle, a un tasso dieci volte superiore rispetto alla Via Lattea. Le stelle massicce in M82 emettono furiose radiazioni e impetuosi venti stellari, che si uniscono a formare un poderoso supervento galattico, in grado di comprimere gas interstellare così da far nascere ulteriori stelle. Il supervento provoca l’espulsione di vasti pennacchi di gas e polveri verso l’esterno della galassia, nello spazio intergalattico. Uno studio precedente aveva dimostrato che il vento emesso dal centro di M82 è allineato lungo il campo magnetico in modo da risultare perpendicolare al disco galattico, per un’estensione di oltre 2.000 anni luce. Il supervento, inoltre, trasporta un’enorme massa di gas e polveri, l’equivalente di 50-60 milioni di Soli.
Le osservazioni della galassia suggeriscono che i poderosi superventi associati con fenomeni di intensa formazione stellare possono costituire uno dei meccanismi responsabili della diffusione di materiale e campi magnetici nel vicino mezzo intergalattico. Processi di questo genere potrebbero essere fondamentali per l’evoluzione delle galassie. Le nuove scoperte realizzate grazie a dati dello Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) contribuiscono a spiegare in che modo gas e polveri possano spostarsi dall’interno delle galassie verso lo spazio intergalattico. I materiali espulsi sono ricchi di elementi come carbonio e ossigeno, necessari alla vita, e possono rappresentare i mattoni costruttivi per future stelle e galassie. Nel nuovo lavoro il team ha applicato strumenti solitamente usati per studiare la fisica del Sole, al fine di comprendere la forza del campo magnetico circostante la galassia, a distanze dieci volte superiori rispetto a quelle prese in considerazione negli studi precedenti.
“Questa è vecchia fisica teorica per studiare il Sole, ma nuova per le galassie”, spiega Joan Schmelz dell ‘Ames Research Center della NASA. “Ci sta aiutando a comprendere in che modo lo spazio tra stelle e galassie diventa così ricco di materiale necessario per successive generazioni cosmiche”. Lo scopo dei ricercatori era quello di verificare se le linee di campo magnetico si estendevano indefinitamente nello spazio intergalattico, come avviene per il Sole con il vento solare, oppure se si ripiegavano a formare strutture ad anello, come quelle visibili nelle regioni solari attive.
Nell’immagine i campi magnetici in M82 sono mostrati come linee al di sopra di un’immagine composita della galassia nel visibile e nell’infrarosso. I venti stellari emessi da stelle calde e giovani formano un supervento galattico che espelle pennacchi di gas caldo (in rosso) e un enorme alone di polveri (giallo-verde) in modo perpendicolare allo stretto disco galattico (in bianco) Credit: NASA, SOFIA, L. Proudfit; NASA, ESA, Hubble Heritage Team; NASA, JPL-Caltech, C. Engelbracht
I calcoli hanno dimostrato che i campi magnetici della galassia si estendono nello spazio intergalattico, come accade per il vento solare, permettendo al materiale soffiato via dal supervento di sfuggire nello spazio. Questi campi magnetici estesi possono contribuire a spiegare come mai gas e polveri osservate dai telescopi spaziali viaggiano così lontano della galassia. Il telescopio spaziale Spitzer ha rilevato materiale polveroso a distanza di 20.000 anni luce da M82, ma non era chiaro perché tale materiale fosse stato espulso così lontano dalle stelle in entrambe le direzioni. “I campi magnetici possono agire come una superstrada, creando corsie per il materiale galattico, in modo che venga sparso in lungo e in largo nello spazio intergalattico”, spiega Jordan Guerra Aguilera della Villanova University, Pennsylvania, tra gli autori dello studio.
Utilizzando osservazioni già realizzate da SOFIA, il team ha modificato i metodi utilizzati per ricavare il campo magnetico del Sole ed è riuscito così a stimare il campo magnetico per un’estensione di 25.000 anni luce attorno alla galassia. “Non possiamo misurare facilmente i campi magnetici su scale così vaste, ma possiamo estrapolarli con strumenti ricavati dall’eliofisica”, conclude Enrique Lopez-Rodriguez, primo autore dello studio. “Questo metodo nuovo e interdisciplinare ci fornisce la prospettiva più ampia di cui abbiamo bisogno per comprendere le galassie molto attive nella formazione stellare”. Il rapido tasso di formazione stellare in M82 finirà per essere auto-limitante: quando la nascita di nuove stelle diventa troppo intensa, può arrivare a distruggere il materiale necessario per creare ulteriori stelle e il tasso di formazione stellare è destinato a scemare, probabilmente nel giro di poche decine di milioni di anni.
Nell’immagine la Galassia Sigaro immortalata dal telescopio Hubble. La ripresa mette in evidenza la luce emessa dall’idrogeno ionizzato, mostrando in maniera dettagliata i vasti filamenti di gas e polveri in uscita dalla galassia
https://newsroom.usra.edu/magnetic-highway-channels-materials-out-of-cigar-galaxy/
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