Rappresentazione artistica dei venti di gas in una galassia a spirale. Crediti: ESA
Chi l’ha detto che la formazione di nuove stelle risulta pesantemente condizionata solo nelle galassie più attive, quelle spazzate dai poderosi venti emessi dal loro buco nero centrale supermassiccio? Un team di astronomi, guidato da Anna Lia Longinotti, ricercatrice italiana dell’Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica di Puebla, in Messico, e a cui hanno partecipato anche Marcello Giroletti e Francesca Panessa, dell’INAF, ha individuato per la prima volta un vento ad alta velocità – fino a 33.000 chilometri al secondo, circa un decimo della velocità della luce – che fuoriesce dal buco nero ospitato nella regione centrale di una galassia a spirale, molto simile per conformazione alla nostra. Questo vento può interagire con l’ambiente galattico (secondo un fenomeno che gli addetti ai lavori chiamano feedback) e riuscire a spazzare via il gas in essa presente, andando così a ostacolare il processo di formazione di nuove stelle. E’ proprio dalla contrazione delle grandi nubi gas che si possono venire a creare nuovi astri. Finora, tutte le evidenze di feedback sono state fornite da osservazioni di quasar molto brillanti che hanno a disposizione enormi riserve di gas e che spesso sono il risultato di processi di fusioni galattiche, durante i quali due galassie collidono e danno vita ad una nuova, dotata di un nucleo attivo molto energetico.
Al contrario, le accurate osservazioni della galassia a spirale IRAS 17020+4544 ottenute dallo spettrometro ad alta risoluzione RGS a bordo dell’osservatorio spaziale XMM-Newton dell’ESA (Agenzia Spaziale Europea) hanno messo in evidenza che simili interazioni possono verificarsi anche in ambienti meno estremi, che presentano un buco nero con luminosità moderata in una galassia spirale come la nostra via Lattea, e per di più che non presentano segni di interazioni passate con altre galassie. «Le proprietà del vento scoperto in IRAS17020+4544 sono anche molto peculiari» dice Francesca Panessa. «Infatti, il processo di feedback è comunemente associato alla presenza di atomi di Ferro presenti nel materiale espulso dal buco nero. Abbiamo invece scoperto che in questo oggetto celeste il vento è costituito da elementi chimici più leggeri, in gran parte Ossigeno, e perciò abbiamo concluso che un “venticello” ricco di Ossigeno è in grado di agire da freno sulla formazione di nuove stelle anche senza la presenza del “pugno di ferro” tipico dei quasar super brillanti».
A sinistra, una ripresa della galassia ottenuta dalla Sloan Digital Sky Survey. Il nucleo attivo della galassia è la zona in colore bianco-giallo nel centro, i punti rossi sono altre stelle frapposte sulla linea di vista. A destra, il peculiare spettro nei raggi X del vento presente al suo interno, ottenuto dal telescopio spaziale XMM-Newton dell’ESA, che evidenzia la presenza di elementi chimici leggeri e la mancanza di atomi di Ferro. Crediti: Sloan Digital Sky Survey; Longinotti et al (2015)
La scoperta è arrivata davvero inaspettata anche per Anna Lia Longinotti: «Sono davvero sorpresa, non ho mai visto una galassia come questa prima d’ora». Ma l’identificazione delle proprietà uniche di IRAS 17020+4544 ha con sé il potenziale per rivoluzionare le nostre conoscenze su come evolvono le stelle nelle galassie in relazione al buco nero super massiccio ospitato nel loro centro. «Abbiamo scoperto che questi venti sono ricchi di elementi legati alla presenza di vita, come l’Ossigeno, e non solo Ferro, come invece pensato e osservato finora» aggiunge Marcello Giroletti. «Questi venti possono quindi contribuire ad arricchire il materiale della galassia di elementi legati alla vita. E, viste le similitudini con la nostra Galassia, chi può dire se, in passato, tale destino non sia toccato anche alla Via Lattea, che ora ospita un buco nero dormiente? »
Per saperne di più:
- l’articolo X-ray high-resolution spectroscopy reveals feedback in a Seyfert galaxy from an ultra fast wind with complex ionization and velocity structure di Anna Lia Longinotti, Yair Krongold, Matteo Guainazzi, Marcello Giroletti, Francesca Panessa, Elisa Costantini, Maria Santos Lleo, Pedro Rodriguez-Pascual della rivista The Astrophysical Journal Letters
- la notizia sul sito web dell’ESA