Immagine ottica della galassia J1649+2635 alla quale è sovrapposta l’emissione radio in blu che mostra la presenza dei getti. Credit: Mao et al., NRAO/AUI/NSF, SDSS
Denominata con la sigla J1649+2635, si tratta di una galassia a spirale, come è la nostra Via Lattea, situata a quasi 800 milioni di anni luce dalla Terra. Ma ha una peculiarità che sta sollevando tutta perplessità nella comunità scientifica: la presenza di due getti di particelle espulsi dal nucleo a velocità prossime a quella della luce. Infatti le galassie a spirale non dovrebbero avere tali getti. «Si ritiene che i getti siano presenti nelle galassie ellittiche che si formino dalla fusione delle spirali», spiega Minnie Mao, del National Radio Astronomy Observatory (NRAO). «Non sappiamo come mai anche nelle galassie a spirale troviamo questi getti enormi».
J1649+2635 è solo il quarto esempio di spirale coi getti scoperta finora. La prima venne identificata nel 2003, quando gli astronomi combinarono l’immagine radio, ottenuta con il radiotelescopio “Karl G. Jansky” Very Large Array (VLA), con quella dello stesso oggetto ripresa nel visibile dal telescopio spaziale Hubble. La seconda fu rivelata nel 2011 dopo aver analizzato le immagini della Sloan Digital Sky Survey e del VLA, mentre la terza è stata trovata agli inizi di quest’anno combinando sempre le immagini radio con quelle ottiche. «Per capire come si producono i getti nelle galassie ‘sbagliate’, ci siamo resi conto che avevamo bisogno di trovarne altre», dice Mao.
Per far questo, gli astronomi hanno cercato supporto. Da un lato l’aiuto è arrivato dall’uso di grandi cataloghi che comprendono immagini radio e ottiche di galassie e dall’altro dall’assistenza volontaria dei cosiddetti “cittadini-scienziati” (science citizens). Quest’ultimi fanno parte di un progetto di ricerca online, chiamato Galaxy Zoo, che ha lo scopo di mettere a disposizione del grande pubblico, sia che si tratti di astrofili o semplicemente di appassionati, le immagini della Sloan Digital Sky Survey. Lo scopo è quello di classificare le galassie come ellittiche, spirali oppure in altro tipo. Ogni immagine viene analizzata varie volte dai tanti utenti che si sono iscritti al progetto in modo da rendere più accurata la classificazione.
Finora, più di 150 mila utenti hanno classificato qualcosa come 700 mila galassie. Mao e colleghi hanno utilizzato un sottoinsieme “alquanto pulito” di oltre 65 mila galassie di cui il 95% di coloro che hanno visionato le immagini si sono trovati d’accordo con la classificazione. Circa 35 mila oggetti appartenenti a questo sottoinsieme sono stati successivamente analizzati dai ricercatori trovando che si tratta di galassie a spirale. Nel caso di J1649+2635, l’oggetto è stato visionato da 31 utenti del progetto Galaxy Zoo, 30 dei quali lo hanno classificato come galassia a spirale.
Il passo successivo è stato quello di confrontare le immagini ottiche delle spirali con quelle delle galassie in un catalogo che combina i dati della NRAO VLA Sky Survey con quelli della Faint Images of the Radio Sky at Twenty Centimeters survey, entrambi ottenuti con il VLA. Questo lavoro è stato fatto da Ryan Duffin, uno studente dell’Università della Virginia durante un corso estivo presso il NRAO. I risultati della correlazione eseguiti da Duffin mostrarono non solo che J1649+2635 è di fatto una galassia a spirale ma che possiede inoltre due potenti getti radio. «È la prima volta che una galassia sia stata inizialmente identificata come spirale e poi si è trovato che è dotata di getti radio», ha dichiarato Duffin. «E’ stato molto emozionante fare una tale scoperta».
I getti che si osservano in J1649+2635 sono alimentati dall’energia gravitazionale del buco nero supermassiccio che risiede nel nucleo della galassia. La materia che viene attratta verso il buco nero forma un disco di accrescimento mentre le particelle vengono accelerate verso l’esterno lungo i getti perpendicolari al disco. La collisione che presumibilmente forma una galassia ellittica disgrega il gas durante il processo di fusione e fornisce il “combustibile” necessario per alimentare il disco e il meccanismo di accelerazione delle particelle. Si crede che questo processo di fusione distrugga la stessa struttura a spirale una volta che le galassie entrano in collisione. J1649+2635 non solo è strana a causa della presenza dei getti ma anche perchè si tratta del primo esempio in cui la galassia è circondata da un gigantesco alone di luce visibile.
«Questa galassia presenta tanti misteri. Vogliamo sapere come ha fatto a diventare un tale mostro», dice Mao. «Si è forse originata da un processo di fusione unico che ha preservato la sua struttura a spirale? Era all’inizio una ellittica che poi ha subito una collisione facendole ricrescere i bracci a spirale? Oppure si tratta di un particolare e unico processo di interazione con l’ambiente in cui si è formata?» Nel frattempo, i ricercatori hanno soprannominato queste galassie peculiari “Spiral DRAGNs“, un acronimo che tecnicamente sta per “Double-lobed Radio sources Associated with Galactic Nuclei”. «La studieremo ulteriormente e poi vedremo se ce ne sono altre di questo tipo. Speriamo che con questi progetti, come il Galaxy Zoo e un altro denominato Radio Galaxy Zoo, migliaia di cittadini-scienziati possano aiutarci a trovare molte altre galassie come questa in modo da tentare di rispondere a tutte queste domande», conclude Mao.
arXiv: J1649+26: A Grand-Design Spiral with a Large Double-Lobed Radio Source