Una curva, quasi un’onda. Ecco cosa hanno scoperto i ricercatori utilizzando il satellite della Nasa Chandra osservando per 16 giorni l’Ammasso di Perseo, a 240 milioni di anni luce dalla Terra e grande circa 11 milioni di anni luce. Osservazioni nel radio e simulazioni al computer hanno permesso di individuare questa vasta onda di gas caldo (lunga circa 200 mila anni luce) nella parte meridionale di questo cluster di galassie. I ricercatori dicono che l’onda si sia formata miliardi di anni fa, dopo che un piccolo cluster di galassie è passato molto vicino a Perseo (uno degli ammassi vicini a noi più massicci più massicci e quello più luminoso nei raggi X) causando la dispersione di una vasta fornitura di gas.
In questa animazione vediamo una dissolvenza fra due diverse immagini dell’Ammasso di Perseo. Nella prima Chandra ha ripreso il gas caldo della regione centrale dell’ammasso: rosso, verde e azzurro indicano energia a raggi X dalle energie più basse a quelle più elevate. La seconda immagine incorpora dati aggiuntivi su un campo di vista più ampio. Crediti: Nasa/Cxc/Sao/E.Bulbul, et al. and Nasa’s Goddard Space Flight Center/Stephen Walker et al.
Le osservazioni di Chandra hanno rivelato diverse strutture interessanti nel gas che avvolge l’ammasso, ma i ricercatori si sono soffermati su una particolare ed enigmatica formazione concava (in inglese bay, come insenatura ma molto simile a un’onda) che non produce emissioni. Gli scienziati hanno combinato un totale di 10,4 giorni di dati ad alta risoluzione con 5,8 giorni di osservazioni a campo più ampio sfruttando energie tra i 700 e i 7mila elettronvolt. Poi hanno filtrato i dati Chandra per evidenziare i bordi delle strutture e rivelare dettagli più piccoli. Successivamente, hanno confrontato l’elaborazione grafica di Perseo con le simulazioni computerizzate sulla fusione di cluster di galassie sviluppate da John ZuHone, astrofisico presso l’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics di Cambridge, realizzate con il supercomputer Pleiades.
In questa immagine ai raggi X ottenuta dal satellite della Nasa Chandra possiamo vedere l’Ammasso di Perseo. I dati sono stati ottenuti durante 16 giorni di osservazione. Nell’ovale bianco è stata evidenziata la posizione esatta della gigantesca onda di gas che rende questo oggetto così speciale. Crediti: Nasa’s Goddard Space Flight Center/Stephen Walker et al.
Una delle simulazioni sembra spiegare la formazione dell’onda studiata dai ricercatori. Il gas in un grosso cluster simile a Perseo si è depositato in due forme: una regione centrale “fredda” con temperature intorno ai 30 milioni di Celsius e una zona circostante dove il gas è tre volte più caldo. Poi un piccolo cluster di galassie contenente circa mille volte la massa della Via Lattea ha sfiorato il cluster più grande durante un flyby, mancando il suo centro di circa 650mila anni luce. Questo passaggio ravvicinato ha causato una turbolenza gravitazionale che ha disturbato il gas presente nel cluster creando una spirale di gas freddo. Dopo circa 2,5 miliardi di anni, quando il gas è arrivato a 500mila anni luce dal centro, si formano delle grandi onde che rotolano verso la periferia per centinaia di milioni di anni prima di sparire. Si tratta delle tipiche formazioni a onda descritte dalla teoria dell’instabilità di Kelvin e Helmholtz.
Per saperne di più:
- Leggi lo studio “Is there a giant Kelvin–Helmholtz instability in the sloshing cold front of the Perseus cluster?”, di S. A. Walker et al. su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
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