Fusioni galattiche ed emissioni di onde radio

Concetto artistico di una galassia con getti relativistici provenienti dal buco nero supermassiccio al suo centro (Immagine ESA/Hubble, L. Calçada (ESO))
Concetto artistico di una galassia con getti relativistici provenienti dal buco nero supermassiccio al suo centro (Immagine ESA/Hubble, L. Calçada (ESO))

Un articolo pubblicato sulla rivista “Astrophysical Journal” descrive una ricerca che ha stabilito un collegamento tra la presenza di buchi neri supermassicci che emettono getti di materiali a velocità vicine a quella della luce ma anche onde radio e fusioni tra galassie. Un team internazionale di astronomi guidato dal ricercatore INAF italiano Marco Chiaberge ha usato il telescopio spaziale Hubble nella più estesa ricerca di quel tipo mai condotta.

Quest’indagine si è basata sulle immagini scattate dalla Wide Field camera 3 (WFC3) del telescopio spaziale Hubble per studiare un’ampia selezione di galassie che hanno nuclei estremamente luminosi. Essi sono chiamati Nuclei Galattici Attivi, in inglese Active Galactic Nuclei (AGN) e si ritiene che siano il risultato di grosse quantità di materiali riscaldati che ruotano attorno a un buco nero supermassiccio finendo per esserne inghiottiti.

Stando alle nostre conoscenze attuali, la maggior parte delle galassie ha un buco nero supermassiccio al suo centro ma solo una piccola percentuale di essi è del tipo AGN e ancor meno emettono getti relativistici, cioè getti di materiali che viaggiano a velocità che si avvicinano a quella della luce.

Quando sono presenti getti relativistici, essi sono originati dai poli del buco nero supermassiccio e si estendono in direzioni opposte verso l’alto e verso il basso rispetto al piano galattico. Questi getti si possono estendere per migliaia di anni luce dalla galassia d’origine e i gas in essi contenuti sono molto caldi e ionizzati diventando plasma.

A causa della ionizzazione, il gas è carico elettricamente. L’interazione tra le particelle di questi gas e il campo magnetico all’interno dei getti genera intense emissioni di onde radio. Questi getti sono l’oggetto di questa ricerca per stabilirne il legame con la fusione tra galassie.

Studiando una serie di galassie in cui quel tipo di interazione è in corso è si è appena conclusa, i ricercatori hanno scoperto che in quasi tutte le galassie che presentano grandi quantità di emissioni radio ci sono state delle fusioni. Tuttavia, solo una parte di quei casi di fusione galattica ha generato AGN con forti emissioni di onde radio.

In sostanza, la fusione è una condizione necessaria ma non sufficiente a generare getti relativistici. È possibile che sia necessaria anche la fusione tra due buchi neri per ottenerne uno con un’elevata velocità di rotazione. L’accelerazione della rotazione potrebbe essere il fattore che genera i getti relativistici.

Saranno necessarie ulteriori osservazioni con il telescopio spaziale Hubble ma anche con ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) per ampliare l’indagine. L’osservazione di altre galassie permetterà di capire meglio questi fenomeni di enorme vastità e potenza che nel futuro remoto potrebbe riguardare anche la galassia che verrà formata dalla fusione della Via Lattea e di Andromeda.

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