Una galassia ad anello con molte sorgenti di raggi X ultraluminose

Un articolo pubblicato sulla rivista “Astrophysical Journal” descrive la rilevazione di una serie di sorgenti di raggi X nell’anello della galassia AM 0644-741. Un team di ricercatrici italiane guidato da Anna Wolter dell’INAF di Brera ha usato osservazioni dell’osservatorio per i raggi X Chandra della NASA per scoprire quelle sorgenti ultraluminose concludendo che l’anello che le contiene è composto da sistemi binari che includono buchi neri o stelle di neutroni e che l’anello si è formato in seguito a una collisione tra galassie.

Distante circa 300 milioni di anni luce dalla Terra, la galassia AM 0644-741 è piuttosto particolare. La sua classificazione è di galassia lenticolare, quindi intermedia tra quelle ellittiche e quelle a spirale, non barrata e quindi priva di una struttura centrale a forma di barra, ma anche di galassia ad anello per la struttura al centro di questa ricerca. Questo tipo di forma è insolito e probabilmente è la conseguenza di una collisione tra galassie.

L’origine della forma della galassia AM 0644-741 è importante per le sue conseguenze. Ciò perché in casi del genere la collisione avviene tra galassie di dimensioni molto diverse con la più piccola che passa attraverso la più grande generando un’onda d’urto verso l’esterno che porta a quella forma ma anche a una compressione del gas interstellare e a un conseguente aumento della formazione stellare.

L’immagine (X-ray: NASA/CXC/INAF/A. Wolter et al; Optical: NASA/STScI) combina osservazioni di Chandra con altre del telescopio spaziale Hubble. Le emissioni di raggi X rilevate da Chandra sono mostrate in color porpora mentre quelle a frequenze di luce visibile rilevate da Hubble sono mostrate nei colori rosso, verde e blu. In basso a sinistra c’è un’altra galassia che potrebbe essere la “colpevole” della forma di AM 0644-741.

Oltre alle sorgenti di raggi X nell’anello di AM 0644-741, ne sono visibili altre di tipi diversi, identificate come buchi neri. Una è il buco nero supermassiccio al centro della galassia, un’altra appare all’interno della galassia ma in realtà la sorgente è dietro di essa, a ben 9,1 miliardi di anni luce dalla Terra.

Le sorgenti di raggi X scoperte nell’anello della galassia AM 0644-741 sono del tipo classificato come sorgenti ultraluminose (ULX). Queste sorgenti emettono quantità di raggi X miliaia di volte maggiori dei tipici sistemi binari composti da una stella normale e un buco nero o una stella di neutroni, i resti delle stelle più massicce morte in supernove. In passato gli astronomi pensavano che fonti così potenti fossero dovute a buchi neri molto massicci, addirittura di massa intermedia con masse centinaia di volte quella del Sole. Tuttavia, l’identificazione di ULX generate in sistemi con stelle di neutroni ha cambiato la situazione ponendo nuove domande.

Per ora le ULX nella galassia AM 0644-741 non sono state identificate perciò saranno necessari ulteriori studi per provare a confermare o smentire alcune delle varie ipotesi sulla loro origine. Potrebbe trattarsi di buchi neri o stelle di neutroni che crescono rapidamente rubando gas alle loro compagne oppure degli effetti della caduta di materiali lungo le linee di forza del campo magnetico. Gli studi potranno riguardare anche ULX che sono state scoperte nelle galassie ad anello NGC 922, Arp 147, Arp 143, Arp 148, Arp 284 e la Galassia Ruota di Carro.

In queste sette galassie, sono state individuate 63 sorgenti di raggi X delle quali 50 sono del tipo ULX. La media per queste galassie ad anello è superiore rispetto a quella presente in altri tipi di galassie, un ulteriore motivo di interesse. I sistemi binari vengono studiati da anni ma è possibile che in alcuni casi vi siano processi ancora non abbastanza conosciuti che portano alla generazione di ULX. Questo tipo di studio si incrocia con quello dell’evoluzione delle galassie ad anello: secondo precedenti ricerche, quello di AM 0644-741 continuerà ad espandersi per altri 300 milioni di anni per poi cominciare a disintegrarsi.

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