Simulazione al computer della struttura a grande scala dell’universo. Nel riquadro è rappresentato l’ingrandimento di un ammasso di galassie attorno al quale è stato osservato un Megahalo (in arancio è evidenziata l’emissione radio associata, dalle osservazioni di Lofar). Crediti: Virginia Cuciti, Astron
Un gruppo di ricerca internazionale ha individuato quattro differenti ammassi di galassie interamente avvolti da una debole emissione radio che si estende fino alle loro estreme periferie. Queste sorgenti radio – denominate “Megahalo” – raggiungono i 10 milioni di anni luce e coprono un volume 30 volte più grande rispetto alle sorgenti radio finora note rilevate in ambienti simili. La ricerca – pubblicata oggi sul sito web della rivista Nature – è stata realizzata utilizzando dati raccolti dal radiotelescopio Lofar (Low Frequency Array), costituito da una rete di antenne distribuite in vari Paesi europei.
I risultati ottenuti suggeriscono che i Megahalo, alimentati dall’energia gravitazionale che modella la struttura dell’universo, potrebbero essere un fenomeno comune in molte parti dell’universo. «Abbiamo scoperto un acceleratore di particelle di proporzioni cosmologiche e questo studio suggerisce che molti altri ammassi di galassie potrebbero mostrare emissioni su scale così grandi», commenta Virginia Cuciti, prima autrice dell’articolo, Alexander von Humboldt fellow all’Università di Amburgo e associata Inaf. Virginia Cuciti ha ottenuto il dottorato in Astrofisica dall’Università di Bologna, lavorando presso l’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf).
«Questa scoperta potrebbe essere solo la punta dell’iceberg: con osservazioni più dettagliate, come quelle che potremo avere con il nuovo Lofar 2.0 e con il radiotelescopio Ska, potremmo essere in grado di individuare un numero maggiore di ammassi di galassie che presentano queste caratteristiche», aggiunge Francesco De Gasperin, ricercatore dell’Inaf, secondo autore dello studio.
La materia nell’universo è distribuita lungo una complessa rete di filamenti che gli astronomi chiamano “ragnatela cosmica” (“cosmic web”). In corrispondenza dei nodi di questa ragnatela, si concentrano ammassi galattici formati da centinaia o anche migliaia di galassie.
Visione dall’alto della zona centrale di antenne (di due tipi differenti) che costituiscono Lofar Crediti: Virginia Cuciti, Astron
Quando due di questi ammassi di galassie collidono per fondersi in un unico ammasso, si generano eventi tra i più potenti mai avvenuti nell’universo dopo il Big Bang, che rilasciano enormi quantità di energia. In questi casi, gli elettroni vengono accelerati a velocità prossime a quella della luce, ed emettono così onde radio che possono essere rilevate dai radiotelescopi.
Analizzando le emissioni registrate dal radiotelescopio Lofar per 310 ammassi di galassie, gli studiosi hanno così individuato quattro ammassi completamente avvolti da una debole emissione radio, con dimensioni e caratteristiche uniche rispetto alle sorgenti radio conosciute finora, che hanno ribattezzato “Megahalo”.
I Megahalo mostrano come gli elettroni accelerati a velocità prossime a quella della luce e i campi magnetici possono estendersi ben oltre l’emissione radio osservata comunemente negli ammassi di galassie, e le loro proprietà indicano che le condizioni fisiche delle regioni più esterne degli ammassi di galassie sono molto differenti rispetto a quelle centrali.
«I risultati ottenuti ci aiutano a capire in che modo l’energia viene dissipata durante la formazione di strutture cosmologiche su larga scala e come le particelle vengono accelerate nel plasma a bassa densità», aggiunge Franco Vazza, professore al Dipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi” dell’Università di Bologna e associato Inaf, tra gli autori dello studio.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature l’articolo “Galaxy clusters enveloped by vast volumes of relativistic electrons”, di V. Cuciti, F. de Gasperin, M. Brüggen, F. Vazza, G. Brunetti, T. W. Shimwell, H. W. Edler, R. J. van Weeren, A. Botteon, R. Cassano, G. Di Gennaro, F. Gastaldello, A. Drabent, H. J. A. Röttgering, e C. Tasse