La Via Lattea ha un alone di gas in cui potrebbe nascondersi la materia mancante

Gli astronomi dell’Università dell’Iowa hanno determinato che la nostra galassia è circondata da un alone di gas caldi che viene continuamente rifornito di materiale espulso da stelle nascenti o morenti. Questo alone riscaldato, chiamato “mezzo circumgalattico” (CGM), è stato l’incubatore per la formazione della Via Lattea circa 10 miliardi di anni fa e potrebbe essere il luogo in cui potrebbe risiedere la materia di base non spiegata dalla nascita dell’universo.
I risultati provengono dalle osservazioni fatte da HaloSat, un minisatelliti progettato per osservare i raggi X emessi dal CGM. I ricercatori concludono che il CGM abbia una geometria simile a un disco, basandosi sull’intensità delle emissioni di raggi X provenienti da esso. Il minisatellite HaloSat è stato lanciato dalla Stazione Spaziale Internazionale nel maggio 2018 ed è il primo minisatellite finanziato dalla Divisione Astrofisica della NASA.
“Dove la Via Lattea sta formando le stelle in modo più vigoroso, ci sono più emissioni di raggi X dal mezzo circumgalattico“, afferma Philip Kaaret, professore presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Iowa e autore corrispondente dello studio, pubblicato online sulla rivista Nature Astronomy. “Ciò suggerisce che il mezzo circumgalattico è correlato alla formazione stellare, ed è probabile che stiamo vedendo gas che catturato dalla Via Lattea che ha contribuito a creare stelle e ora viene riciclato nel mezzo circumgalattico“.
Ogni galassia ha un CGM e queste regioni sono cruciali per capire non solo come si sono formate ed evolute le galassie, ma anche come l’universo è passato da un nucleo di elio e idrogeno a una distesa cosmologica brulicante di stelle, pianeti, comete e tutti gli altri tipi di costituenti celesti.
HaloSat è stato lanciato nello spazio nel 2018 per cercare la materia barionica che si ritiene manchi dalla nascita dell’universo avvenuta quasi 14 miliardi di anni fa. Il satellite ha osservato il CGM della Via Lattea per provare che la materia barionica rimanente potrebbe risiedere lì.
Per fare ciò, i ricercatori volevano scoprire se il CGM l’estensione dell’enorme alone molte volte più grande della nostra galassia, nel qual caso potrebbe ospitare il numero totale di atomi per risolvere la questione della materia barionica mancante. Al contrario, se il CGM fosse composto principalmente da materiale riciclato, sarebbe uno strato di gas relativamente sottile e gonfio e un improbabile ospite della materia barionica mancante.
“Quello che abbiamo fatto è sicuramente mostrare che c’è una parte ad alta densità del CGM che è brillante nei raggi X, che produce molte emissioni di raggi X“, dice Kaaret. “Ma potrebbe esserci ancora un alone molto grande ed esteso che è solo debole ai raggi X. E potrebbe essere più difficile vedere quell’alone fioco ed esteso perché c’è questo disco luminoso di emissione che lo copre”.
Kaaret dice di essere rimasto sorpreso dalla grumosità del CGM, aspettandosi che la sua geometria fosse più uniforme. Le aree più dense sono le regioni in cui si formano le stelle e dove il materiale viene scambiato tra la Via Lattea e il CGM.
“Sembra che la Via Lattea e altre galassie non siano sistemi chiusi“, dice Kaaret. “In realtà stanno interagendo, espellendo materiale nel CGM ma anche riassorbendone“.
Il prossimo passo dello studio sarà quello di combinare i dati di HaloSat con i dati di altri osservatori a raggi X per determinare se ci sia effettivamente un alone esteso che circonda la Via Lattea e, se è lì, per calcolarne le dimensioni. Questo, a sua volta, potrebbe risolvere il mistero della materia barionica mancante.
“Quei barioni scomparsi devono essere da qualche parte“, dice Kaaret. “Devono stare negli aloni che i estendono intorno a singole galassie come la nostra Via Lattea o nei filamenti che si estendono tra le galassie“.
Lo studio è intitolato “A disc-dominated and clumpy circumgalactic medium of the Milky Way seen in X-ray emission“. Pubblicato online il 19 ottobre.