Immagine a mosaico del centro della Via Lattea osservato nella banda delle onde radio. Misteriosi filamenti energetici sono stati trovati nel cuore della galassia, e corrispondono a barre verticali in tutta l'immagine. Credits: Northwestern University/SAORO/Oxford University
Il cuore della nostra galassia è ricco di oggetti misteriosi. Poiché molti di essi sono oscurati dal gas e dalla polvere, risulta difficile studiarli nella lunghezza d’onda della luce visibile. Ecco perché i ricercatori li osservano con i radiotelescopi. Concentrandosi sulle onde radio che si irradiano dal centro galattico, possono sbirciare alcune tra le strutture e interazioni che si verificano lì.
Ora utilizzando il radiotelescopio MeerKAT, composto da 64 antenne e sito in provincia del Capo Settentrionale in Sud Africa, i ricercatori hanno osservato l’attività radio del centro galattico per 200 ore in tre anni. Dai risultati delle osservazioni è stato ricostruito un mosaico di 20 osservazioni separate, ciascuna incentrata su una sezione diversa del cielo visto nel radio. Tali osservazioni mostrano molte sorgenti note di onde radio, come i resti luminosi di supernova e le regioni gassose dello spazio in cui si ha formazione stellare. Tuttavia, evidenziano anche le misteriose impronte digitali di quasi 1000 filamenti radio. Che cosa sono? Da dove vengono? Come possiamo studiarli?
Le strutture note come filamenti radio sembrano sporgere dal centro galattico in lunghi e sottili viticci. Alcuni di essi si estendono fino a 150 anni luce, pari a quasi 40 volte la distanza tra la Terra e il sistema stellare più vicino, Proxima Centauri.
Alcuni filamenti sono accoppiati, altri distribuiti uno accanto all’altro come le corde di un’arpa. I dati suggeriscono che siano tutti molto energetici. Uno studio recente su queste osservazioni suppone che probabilmente l’elevata energia sia causata da miliardi di elettroni che rimbalzano attraverso un campo magnetico a una velocità prossima a quella della luce.
Sono diversi decenni che gli scienziati sanno dell’esistenza di filamenti radio intorno al centro galattico. Tuttavia, le osservazioni di MeerKAT hanno rivelato la presenza di 10 volte più strutture di quanto si pensasse in precedenza. Studiarle potrebbe aiutare a capirne l’origine, la formazione e l’evoluzione. L’autore principale dello studio Farhad Yusef-Zadeh, professore di fisica e astronomia alla Northwestern University di Evanston nell’Illinois, afferma:
Il solo esame di alcuni filamenti rende difficile trarre conclusioni reali su cosa sono e da dove provengono. Ora finalmente vediamo il quadro generale: una vista panoramica, piena di filamenti. Si tratta di un salto verso la nostra comprensione di queste strutture.
Cosa sono esattamente queste strutture simili a dita? Yusef-Zadeh e colleghi ipotizzano che i filamenti siano generati da raggi cosmici che si muovono attraverso un intenso campo magnetico. I raggi cosmici sono particelle ad alta energia, accelerate nello spazio a velocità prossime a quelle della luce. Studi precedenti avevano sospettato la presenza di qualcosa, nel centro della Via Lattea, che agisce come un gigantesco acceleratore di particelle. Esso proietterebbe i raggi cosmici, provenienti da fonte ancora misteriose, nello spazio circostante.
Questo acceleratore cosmico potrebbe essere la coppia di bolle radio precedentemente osservate da MeerKAT nel centro galattico. Una di esse incombe sopra il piano della Via Lattea, l’altra si trova al di sotto. Le due bolle sono alte circa 25.000 anni luce, un quarto della larghezza stessa della galassia. La loro origine è stata forse prodotta da un’antica esplosione di Sagittarius A*, il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea.
Secondo gli autori dei nuovi studi, gran parte dei filamenti radio rilevati da MeerKAT ricadono all’interno delle cavità di queste bolle. È perciò possibile che essi siano stati creati dalla stessa esplosione di attività del buco nero che ha gonfiato le bolle radio milioni di anni fa. Nonostante questa sia una possibile spiegazione, alcune grandi domande restano ancora senza risposta. “Non sappiamo perché i filamenti si formano in gruppi. Non capiamo come si separano e non sappiamo come accadano queste spaziature regolari” ha detto Yusef-Zadeh.
Ogni volta che una domanda ottiene una risposta, sembrano sorgerne altre. Cosa che accade per qualsiasi studio sul nostro Universo, del resto. Ora la speranza dei ricercatori è che futuri surveys del centro galattico nella lunghezza d’onda radio possano concentrarsi su come evolvono i filamenti. Se cambiano posizione nel tempo, se si spostano, se mutano forma. Con lo Square Kilometre Array (SKA) in costruzione in Australia e Sud Africa, la più grande rete di radiotelescopi al mondo di cui MeerKAT sarà parte, sicuramente ci sarà la possibilità di ripetere e ampliare queste osservazioni. E magari di rispondere a molte più domande su questi misteriosi abitanti del centro galattico.
Lo studio completo, accettato per la pubblicazione su The Astrophysical Journal, può essere trovato qui.
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