31 Mag 2021 Tutta l’Energia del Centro Galattico
Il centro della Via Lattea è un luogo sorprendente ed estremo, dominato dalla presenza ingombrante di un buco nero supermassiccio la cui gravità ha effetti sconvolgenti sull’ambiente circostante. Utilizzando osservazioni in banda radio e X, gli astronomi hanno individuato un insieme di processi violenti nella regione, scoprendo anche un’insolita struttura che potrebbe rappresentare un fenomeno mai osservato prima. Nella nuova immagine enormi filamenti, addensamenti di gas supercaldo e campi magnetici estremi dipingono un colorato arazzo di differenti energie che si sprigionano dal centro galattico. All’interno della grande macchia luminosa visibile presso il centro della ripresa si annida il buco nero supermassiccio della Via Lattea.
Questo capolavoro cosmico è stato realizzato utilizzando l’osservatorio a raggi X Chandra della NASA e il radiotelescopio MeerKAT in Sudafrica. La radiazione X individuata da Chandra è resa in toni arancio, verde, blu e viola, in base a differenti energie, mentre i dati radio di MeerKAT sono mostrati in lilla e grigio. Una delle strutture rivelate, a forma di lungo e stretto filamento, è particolarmente interessante, perché mostra sia emissioni di raggi X che di onde radio. Il filamento si allunga perpendicolarmente al piano della galassia per circa 20 anni luce, ma è largo soltanto un centesimo di questa dimensione.
Secondo Daniel Wang dell’University of Massachusetts Amherst, a guida di uno studio pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical, il filamento, chiamato G0.17-0.41, suggerisce che un meccanismo ancora ignoto possa governare il flusso di energia e potenzialmente l’evoluzione della galassia. “La Galassia è come un ecosistema”, spiega Wang. “Sappiamo che i centri delle galassie sono i luoghi in cui avviene l’azione e sappiamo che giocano un ruolo fondamentale nella loro evoluzione”. Qualsiasi cosa avvenga nel cuore della Via Lattea è ben difficile da osservare, per la densa nebbia di gas e polveri che blocca la nostra visuale. Per questo motivo il team ha utilizzato la visione in banda X del satellite Chandra della NASA, scoprendo varie formazioni, come una coppia di pennacchi gassosi lunghi ben 700 anni luce, che emergono dalla regione vicina al buco nero supermassiccio. “Ma il filamento G0.17-0.41 rivela un nuovo fenomeno”, aggiunge Wang. “Rappresenta l’evidenza di un evento in corso di riconnessione di campo magnetico”.
La riconnessione magnetica è il processo per cui alcune linee di campo magnetico si spezzano e si riconnettono con le linee adiacenti, con conseguente conversione dell’energia magnetica in energia cinetica, energia termica e accelerazione di particelle. “È un fenomeno violento”, spiega Wang, ed è responsabile di processi ben noti come le eruzioni solari. “Qual è la quantità totale di deflusso energetico al centro della galassia? Come viene prodotto e trasportato? E in che modo regola l’ecosistema galattico?”. Sono questioni fondamentali a cui rispondere per conoscere la storia e l’evoluzione della nostra galassia.
La posizione del filamento ai bordi di bolle di gas caldo suggerisce che la riconnessione magnetica possa essere innescata da collisioni tra nubi gassose. Man mano che il materiale viene spinto via da eruzioni nel centro galattico, collide con il gas presente nel mezzo interstellare, innescando la riconnessione. Dal momento che gran parte degli eventi di riconnessione sono troppo deboli o diffusi per essere individuati coi metodi attuali, è probabile che il filamento rappresenti solo la punta dell’iceberg dei fenomeni estremi che coinvolgono campi magnetici e che avvengono nel centro galattico.
Strutture come quelle individuate dal team in banda radio e X derivano da eventi disastrosi come esplosioni di supernova, venti stellari emessi da stelle massicce addensate o eruzioni di plasma da regioni vicine al buco nero supermassiccio. Poichè gli eventi di riconnessione magnetica nel centro galattico giocano un ruolo nel riscaldamento del plasma interstellare, nell’accelerazione dei raggi cosmici, nella turbolenza interstellare e nella formazione di strutture che hanno impatto sull’intera galassia, filamenti come G0.17-0.41 possono rappresentare un laboratorio eccellente per la comprensione della fisica dei campi magnetici interstellari.
Credit X-ray: NASA/CXC/UMass/Q.D. Wang; Radio: NRF/SARAO/MeerKAT
https://chandra.harvard.edu/photo/2021/gcenter/index.html
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