Bolle giganti al centro della Via Lattea

Un'indagine del cielo ai raggi X ha rivelato una struttura nascosta nella galassia della Via Lattea. Sono state trovate bolle giganti che emettono radiazione X dal centro galattico che si estendono a grandi distanze sopra e sotto il piano galattico

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La nostra galassia rivela ancora una volta una interessante struttura scoperta da un’indagine ai raggi X: gigantesche bolle che si estendono sopra e sotto il piano galattico.
Queste strutture che emettono radiazioni X sono cosi grandi che avviluppano le già note bolle di Fermi. I due fenomeni, secondo un team di astrofisici guidato da Peter Predehl dell’Istituto Max Planck di fisica extraterrestre in Germania, potrebbero essere in qualche modo collegati.
L’alone della Via Lattea sopra e sotto il piano galattico è un posto eccellente per trovare tracce del passato del centro galattico. Rispetto al disco è relativamente povero di materiale, quindi qualsiasi tipo di emissione dal centro galattico potrebbe essere rilevabile come strutture di shock ed eiezione nel mezzo interstellare.
Questa è esattamente l’interpretazione che gli astronomi hanno dato alle bolle di Fermi.
Scoperte dal telescopio a raggi gamma Fermi nel 2010, queste bolle sono piene di gas caldo e campi magnetici che emettono radiazioni gamma, mentre si espandono dal centro galattico. Si estendono per nove kiloparsec (29.354 anni luce) in ciascuna direzione, per una dimensione totale di 18 kiloparsec.
Si ritiene che queste bolle siano la prova di una qualche attività ancora sconosciuta avvenuta in passato nella regione. Le possibili spiegazioni includono l’attività starburst, un numero enorme di stelle che nascono, o un’emissione proveniente da un buco nero supermassiccio attualmente quiescente nel centro galattico, attivo in passato.
Questa nuova scoperta potrebbe fornire un quadro della situazione che aiuti gli scienziati ad interpretare le bolle di Fermi.

I risultati giungono da eROSITA, un telescopio a raggi X installato a bordo dell’osservatorio spaziale Spektr-RG. Lanciato a luglio 2019, la sua missione è quella di effettuare il più profondo rilevamento di tutto il cielo nelle lunghezze d’onda dei raggi X. Grazie alla sua incredibile sensibilità, ha rilevato strutture che nessun altro strumento ha mai evidenziato con chiarezza.


Queste strutture sono enormi e si estendono per 14 kiloparsec (45.661 anni luce) in entrambe le direzioni dal centro della Via Lattea. Sono cosi estese che inglobano le bolle di Fermi. Ma, anche se non sappiamo ancora quale sia la causa esatta delle bolle, Predehl e il suo team credono che siano state prodotte dallo stesso evento.
Di particolare interesse sono le strutture fotografate dal predecessore di eROSITA, ROSAT. Sebbene la risoluzione e la sensibilità inferiori di ROSAT hanno catturato un’immagine parziale delle strutture, queste erano già state associate alle bolle di Fermi. Il collegamento è risultato più chiaro grazie ai dati ottenuti da eROSITA.
“Le bolle di Fermi e l’emissione di raggi X su larga scala rivelate da eROSITA mostrano una notevole somiglianza morfologica”, hanno scritto i ricercatori nel loro articolo.
“Suggeriamo quindi che le bolle di Fermi e la struttura eROSITA siano fisicamente correlate, e ci riferiamo a quest’ultima come bolle eROSITA. La nostra scoperta conferma l’origine comune suggerita in precedenza dei due oggetti”.
Anche se le due strutture possono essere correlate, ci sono alcune importanti differenze tra le bolle di Fermi e le bolle di eROSITA. Innanzitutto, le bolle di Fermi sono di forma ellittica. mentre le bolle di eROSITA sembrano quasi sferiche.
In secondo luogo, aggiungono i ricercatori, le bolle eROSITA sono molto più grandi, le loro dimensioni sono paragonabili al disco galattico.
I ricercatori, inoltre fanno notare due strutture prominenti nelle bolle eROSITA. C’è il confine esterno delle bolle eROSITA, luminoso ai raggi X, che indica che il gas al confine è più caldo del gas intorno ad esso. Ciò è coerente con un fronte d’urto che si propaga attraverso l’alone galattico, associato a uno shock in avanti legato all’insorgenza dell’evento energetico che ha causato le bolle.
L’altra struttura è un confine tra le bolle eROSITA e le bolle di Fermi al loro interno. Il team interpreta la struttura come una discontinuità di contatto, il confine che separa il mezzo interstellare riscaldato dallo shock al di fuori delle bolle di Fermi dal deflusso shock al loro interno.
Il fatto di essere stato prodotto dallo stesso evento può aiutare a porre dei vincoli su ciò che ha prodotto le bolle di Fermi, poiché l’espansione delle bolle di eROSITA richiederebbe molta più energia. L’attività dello starburst potrebbe, ad esempio, aver gonfiato le bolle eROSITA, ma le bolle sono proprio al limite della produzione di energia dell’attività dello starburst.
D’altra parte, sono all’interno della gamma di energia di un nucleo galattico attivo, un buco nero supermassiccio galattico che sta accumulando materiale, producendo potenti getti. E l’attività della supernova associata alla formazione stellare potrebbe produrre energia sufficiente a giustificare la struttura.
In ogni caso, la scoperta delle bolle ci da alcune nuove informazioni interessanti. Ad esempio, si pensa che le galassie crescano per ricondensazione del plasma di raffreddamento che si è riscaldato durante il collasso dell’alone di materia oscura. Le bolle eROSITA sono la prova diretta che quel plasma può essere riscaldato nuovamente.
Abbiamo inoltre un nuovo contesto per il North Polar Spur, una bolla calda che emette raggi X nel cielo settentrionale. Questo oggetto è stato difficile da spiegare, dal momento che è davvero difficile dire quanto sia lontano.
Alcuni astronomi hanno associato il fenomeno a supernove e nascite stellari a breve distanza. Altri pensavano che potesse essere molto più lontano, e associato a deflussi di materiale proveniente dal centro galattico. I risultati del team suggeriscono che potrebbe essere associato alle bolle eROSITA.
Osservare per più tempo e con più attenzione queste strutture gigantesche, non solo nei raggi X, ma anche con altri strumenti, può aiutarci a trovare le risposte a domande eccezionali. E, come fanno le osservazioni scientifiche, si spera che ci conducano a quelle ancora più profonde.
Fonte: https://www.sciencealert.com/there-are-colossal-x-ray-bubbles-expanding-above-and-below-the-milky-way