Un articolo pubblicato sulla rivista “Science” riporta l’individuazione di campi elettromagnetici lungo un filamento che attraversa i circa 10 milioni di anni luce che dividono gli ammassi galattici Abell 0399 e Abell 0401. Un team di ricercatori guidato da Federica Govoni dell’Istituto nazionale di astrofisica (INAF) di Cagliari che include ricercatori dell’INAF e di altri enti italiani ha usato il radiotelescopio Low Frequency Array (LOFAR) per effettuare per la prima volta misurazione di una struttura del genere nelle onde radio.
La cosiddetta ragnatela cosmica formata dalla distribuzione di materia nell’universo include galassie raggruppate da legami gravitazionali in ammassi più o meno grandi unite da filamenti che potrebbero essere composti almeno in parte di materia oscura. Il loro studio non è facile perché sono rarefatti e se davvero contengono materia oscura sarà ancora più difficile esaminarli perché finora gli astronomi sono riusciti a osservare solo gli effetti gravitazionali generati dalla materia oscura. Una nuova possibilità è emersa nell’esame della coppia di ammassi galattici Abell 0399 e Abell 0401, unita da un filamento nel quale è stato scoperto per la prima volta un campo magnetico grazie all’emissione di onde radio.
Alcuni ammassi galattici possono avere nelle zone centrali una sorta di alone di emissione radio a conferma della presenza di un campo magnetico e gli ammassi Abell 0399 e Abell 0401, a poco più di novecento milioni di anni luce dalla Terra, sono due casi di questo tipo già conosciuti da tempo. La sorpresa è arrivata più recentemente esaminando le rilevazioni compiute dalla sonda spaziale Planck Surveyor dell’ESA avevano mostrato la presenza di un filamento che connette i due ammassi e ciò aveva stimolato la curiosità di Federica Govoni e del suo team, che hanno cominciato a indagare sulla possibile estensione del campo magnetico oltre il centro dei due ammassi fino al filamento che li connette.
L’immagine (DSS e Pan-STARRS1 (ottico), XMM-Newton (raggi X), Planck satellite (y-parameter), F. Govoni et al. 2019, Science (radio). Immagine realizzata da M. Murgia, INAF) mostra gli ammassi Abell 0399 e Abell 0401, anche nei riquadri. Nelle loro parti centrali c’è plasma caldissimo che emette i raggi X mostrati in rosso. Un tenue filamento in giallo connette i due ammassi. Le emissioni radio in blu mostrano sorgenti che corrispondono a galassie e due aloni diffusi al centro dei due ammassi ma anche tra di essi.
L’uso del radiotelescopio LOFAR ha permesso di rilevare quella che Federica Govoni ha paragonato a un’aurora su scale cosmiche. Le onde radio rilevate vengono emesse come radiazione di sincrotrone a causa degli elettroni molto carichi di energia che si muovono all’interno dei campi magnetici. Quel meccanismo viene osservato in galassie singole e anche in ammassi galattici ma è la prima volta che viene osservata in un filamento che connette due ammassi.
Il problema è che anche elettroni a velocità relativistiche non dovrebbero avere energia sufficiente a coprire la distanza tra i due ammassi galattici. Una possibilità è che onde d’urto prodotte nel corso della formazione della struttura abbiano fornito l’energia necessaria, tuttavia si tratta di un’ipotesi che va investigata.
I ricercatori intendono cercare altre strutture simili per capire se quella tra gli ammassi Abell 0399 e Abell 0401 sia un caso unico o solo il primo scoperto di un tipo comune ma probabilmente sarà necessario attendere il radiotelescopio di prossima generazione SKA, di cui LOFAR è un precursore. SKA sarà in grado di ottenere rilevazioni migliori di filamenti che uniscono ammassi galattici e forse di altri campi magnetici per comprenderne l’origine e le caratteristiche.
