Durante lo studio dettagliato di una galassia vicina, realizzato utilizzando diversi telescopi, un gruppo di astronomi ha scoperto un campo magnetico avvolto attorno al braccio a spirale principale della galassia. La scoperta potrebbe aiutare a spiegare come si formano i bracci a spirale di una galassia. Lo stesso studio mostra anche come il gas possa essere incanalato all’interno verso il centro della galassia, che probabilmente ospita un buco nero.
«Questo studio aiuta a rispondere ad alcune importanti domande su come si formano ed evolvono le galassie», ha dichiarato Rainer Beck del Max-Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) a Bonn, in Germania.
Gli scienziati hanno studiato una galassia chiamata IC 342, che si trova a circa 10 milioni di anni luce dalla Terra, utilizzando della il Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) della National Science Foundation, e il radiotelescopio di Effelsberg da 100 metri di diametro del MPIfR in Germania. I dati provenienti da entrambi i radiotelescopi sono stati utilizzati per rivelare le strutture magnetiche presenti all’interno della galassia.
Immagine combinata di dati radio e ottici della galassia IC 342, ottenuta utilizzando i dati del VLA e del radiotelescopio di Effelsberg. Le linee indicano l’orientamento dei campi magnetici nella galassia. Crediti: R. Beck, MPIfR; NRAO/AUI/NSF; grafica: U. Klein, AIfA; Background; immagine: T.A. Rector, University of Alaska Anchorage e H. Schweiker, WIYN; NOAO/AURA/NSF
Il risultato è stato sorprendente e ha mostrato un enorme anello elicoidale intrecciato e avvolto attorno al braccio a spirale principale della galassia. Una caratteristica simile, mai osservata prima in una galassia, è abbastanza intensa da influenzare il flusso di gas attorno al braccio a spirale.
«È difficile che i bracci a spirale si possano formare esclusivamente da processi gravitazionali», ha spiegato Beck. «Questi nuovi dati su IC 342 indicano che i campi magnetici svolgono un ruolo importante nella loro formazione».
Le nuove osservazioni forniscono indizi anche per un’altra caratteristica della galassia, una regione centrale luminosa che potrebbe ospitare un buco nero ed essere molto efficiente nella produzione di nuove stelle. Per mantenere un alto tasso di formazione stellare è fondamentale prevedere un afflusso costante di gas da regioni esterne della galassia verso il suo centro.
«Le linee di campo magnetico nella parte interna della galassia puntano in direzione del centro, e potrebbero sostenere il flusso di gas verso l’interno», ha detto Beck.
Gli scienziati hanno mappato la struttura del campo magnetico della galassia misurando l’orientamento, o polarizzazione, delle onde radio emesse dalla galassia. L’orientamento delle onde radio è perpendicolare a quello del campo magnetico. Grazie alle osservazioni a diverse lunghezze d’onda è stato possibile correggere la rotazione del piano di polarizzazione causato dal passaggio delle onde radio attraverso i campi magnetici interstellari presenti lungo la linea di vista.
Immagine radio su larga scala di IC 342 ottenuta dai dati Effelsberg. Le linee indicano l’orientamento dei campi magnetici. Crediti: R. Beck, MPIfR
Il telescopio di Effelsberg, con il suo ampio campo di vista, ha mostrato l’intera estensione di IC 342, che, se non fosse parzialmente oscurata nella banda visibile da nubi di polvere all’interno della Via Lattea, apparirebbe ai nostri occhi grande quanto la luna piena. L’alta risoluzione del VLA ha svelato i particolari più dettagliati della galassia. L’immagine finale che mostra il campo magnetico è stata ottenuta grazie alla combinazione di cinque immagini VLA realizzate con 24 ore di osservazione totali, insieme a 30 ore di dati raccolti con il telescopio di Effelsberg.
Il gruppo di ricerca del MPIfR, di cui fa parte Beck, è stato il primo a rilevare l’emissione radio polarizzata proveniente dalle galassie, a partire dalle osservazioni della galassia di Andromeda ottenute nel 1978, sempre con il radiotelescopio Effelsberg. Un’altra scienziata del MPIfR, Marita Krause, ha condotto il primo studio di questo tipo nel 1980 con il VLA, con osservazioni che riguardavano anche IC 342, la terza galassia a spirale per distanza dalla Terra, dopo la galassia di Andromeda (M31) e la galassia del Triangolo (M33).
Beck ha riportato i risultati della ricerca in un articolo apparso sulla rivista Astronomy & Astrophysics.