Una spiegazione per l’origine delle bolle di Fermi

Osservazioni del centro della Via Lattea condotte ai raggi gamma e ai raggi X
Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal” offre una spiegazione all’origine delle cosiddette bolle di Fermi, le due gigantesche bolle di gas esistenti sopra e sotto il centro della Via Lattea. Guo Fulai e Zhang Ruiyu dell’Osservatorio astronomico di Shanghai (SHAO) dell’Accademia cinese delle scienze hanno condotto una serie di simulazioni che hanno permesso di creare un modello che spiega l’origine delle bolle di Fermi e allo stesso tempo della struttura biconica a raggi X al centro della galassia. Secondo il nuovo modello, i due fenomeni sono causati da onde d’urto generate da due getti provenienti da Sagittarius A*, o semplicemente Sgr A*, il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, circa 5 milioni di anni fa.

Le bolle di Fermi vennero scoperte nel 2010 usando il telescopio spaziale per i raggi gamma Fermi della NASA osservando il centro della Via Lattea. Esse si estendono sopra e sotto il buco nero supermassiccio che occupa quell’area per circa 25.000 anni luce. Negli anni successivi sono state studiate più volte con vari strumenti usando la connessione con Sgr A* come base di partenza per cercare di scoprirne l’origine, ma finora senza successo. Ora la risposta proposta da due ricercatori cinesi potrebbe essere la soluzione del mistero.

Le osservazioni delle bolle di Fermi mostrano che sono molto brillanti nei raggi gamma, dove hanno bordi molto nitidi i quali concidono bene con la struttura biconica visibile ai raggi X. L’immagine in alto (Cortesia Bland-Hawthorn, J. et al. Tutti i diritti riservati) mostra osservazioni del centro della Via Lattea condotte ai raggi gamma dal telescopio spaziale Fermi della NASA e ai raggi X dal telescopio spaziale ROSAT di NASA e DLR. La sovrapposizione delle osservazioni mostra come le bolle di Fermi coincidano con la struttura biconica. L’immagine in basso (Cortesia Zhang e Guo. Tutti i diritti riservati) mostra uan mappa della luminosità simulata a raggi X nel nuovo modello. La linea tratteggiata delimita le bolle di Fermi osservate ai raggi gamma.

A causa di quella coincidenza, Guo Fulai e Zhang Ruiyu si sono resi conto che quelle strutture potrebbero avere la stessa origine, risolvendo il problema dei precedenti modelli e simulazioni al computer, i quali cercavano di offrire diverse spiegazioni per quei due fenomeni. La struttura biconica a raggi X potrebbe essere spiegata in modo naturale dall’involucro sottile dell’onda d’urto del gas caldissimo che è stata generata da un’esplosione di energia avvenuta nel passato nel centro della Via Lattea.

Oggi SGr A* è tranquillo ma secondo il nuovo modello in passato può aver avuto un comportamento da nucleo galattico attivo. Secondo le simulazioni, l’energia prodotta dall’evento che ha generato le bolle di Fermi e la struttura biconica è stata equivalente a circa 20.000 supernove consumando una quantità di materiali pari a circa 100 volte la massa del Sole. Circa 5 milioni di anni fa, il buco nero supermassiccio potrebbe aver inghiottito una grossa quantità di materiali, forse una nube interstellare finita nel suo campo gravitazionale, dando inizio a un’attività durata circa un milione di anni caratterizzata anche dai due fenomeni.

Dopo la scoperta delle bolle di Fermi al centro della Via Lattea, gli astronomi hanno cominciato a cercarne tracce anche in altre galassie. Queste ricerche potrebbero aiutare a verificare la spiegazione per la loro origine offerta da Guo Fulai e Zhang Ruiyu assieme a ulteriori studi di quelle della Via Lattea.

Mappa della luminosità simulata a raggi X nel nuovo modello

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