A sinistra, l’Orion-Taurus ridge: l’arco (in bianco) è stato identificato grazie ai dati sincrotrone del Long Wavelength Array. A destra, le due circonferenze in giallo denotano i confini delle strutture chiamate “Bolla di Eridano” e “Bolla di Orione” (cliccare pe ringrandire). Crediti: Bracco et al., 2023
Individuato un tipo di radiazione molto particolare – la radiazione di sincrotrone – proveniente da un arco di gas neutro e molecolare nella regione intorno alla Bolla di Eridano, in direzione della costellazione di Orione. Nonostante questi fenomeni siano già riconosciuti come la principale fonte di radiazione emessa in modo continuo in banda radio nella nostra galassia, la loro origine rimane ancora da spiegare. I risultati dello studio, guidato da Andrea Bracco dell’École normale supérieure di Parigi, sono stati pubblicati questa settimana su Astronomy & Astrophysics. Per la prima volta, utilizzando una combinazione di dati multi-frequenza, è stato possibile associare una struttura di emissione radio nota come Orion-Taurus ridge con – appunto – la superbolla di Eridano, ovvero una delle regioni di feedback stellare più vicine al Sole.
Il sincrotrone è una radiazione elettromagnetica non termica che si genera dall’interazione dei raggi cosmici (particelle cariche relativistiche) con campi magnetici, osservabile in dettaglio solo dai telescopi più moderni e sensibili come LoFar nel cielo boreale e prossimamente e Ska nel cielo australe. Proprio per la sua natura fisica, individuare la radiazione da sincrotrone costituisce una delle tecniche più utilizzate per tracciare campi magnetici in diversi contesti astrofisici, dai dischi di accrescimento intorno ai buchi neri al mezzo interstellare della Via Lattea. Ricordiamo che il mezzo interstellare è composto prevalentemente da gas dinamici sottoposti all’azione congiunta di moti turbolenti, gravità e campi magnetici. Tanto interesse da parte degli astrofisici è dovuto al fatto che capire il ruolo del campo magnetico nella dinamica del mezzo interstellare permette di conoscere meglio le fasi iniziali del processo di formazione stellare. Il processo combinato di assorbimento e diffusione della radiazione elettromagnetica nella banda visibile emessa da stelle di fondo a causa della presenza di polvere interstellare lungo la linea di vista, è un parametro chiamato “estinzione”.
Andrea Bracco, ricercatore al Laboratoire de Physique dell’École normale supérieure di Parigi, dal prossimo ottobre all’Inaf di Arcetri. Fonte: bracand.wixsite.com/cosmicogits
Il tracciamento preciso dell’estinzione nell’Arco di Orione ottenuto grazie ai dati del satellite Gaia ha permesso di localizzare la struttura a una distanza di circa 1300 anni luce dal Sistema solare. Inoltre, combinando le osservazioni radio a bassa frequenza del Long Wavelength Array (Lwa) e quelle ad alta frequenza del satellite Planck, è stato possibile studiare le proprietà del sincrotrone e stabilire alcuni parametri sia sulla distribuzione in energia dei raggi cosmici sia sull’intensità del campo magnetico.
«L’arco studiato nel nostro lavoro è probabilmente il risultato di una compressione nel mezzo interstellare dovuto ad almeno un resto di supernova nel corso dell’ultimo milione di anni. Questo scenario potrà essere verificato e perfezionato con l’aggiunta di misure di raggi cosmici ad alta energia nella banda dei raggi gamma», spiega Bracco. «La nostra analisi dati determina la presenza di campi magnetici con intensità maggiori di almeno 5-6 volte i valori medi nel mezzo interstellare diffuso nella Via Lattea e una popolazione elettronica di raggi cosmici a bassa energia di almeno due ordini di grandezza meno efficace rispetto alle misure nel mezzo interstellare delle sonde Voyager».
Questo studio mette in evidenza la possibilità di studiare nel dettaglio il mezzo interstellare nella sua complessità, grazie alla combinazione di osservazioni multi-frequenza in grado di svelare la relazione tra campo magnetico, gas interstellare e raggi cosmici nella nostra Galassia.
Marco Padovani, ricercatore dell’Inaf di Arcetri
«La scoperta di radiazione da sincrotrone emessa da regioni di gas denso e molecolare», aggiunge Marco Padovani, ricercatore dell’Inaf di Arcetri e coautore dello studio, «apre la via a una nuova esplorazione del cielo nella banda radio che sarà presto al centro dell’attenzione grazie all’arrivo di radiotelescopi di nuova generazione, con lo scopo di migliorare la nostra comprensione del cielo nella banda radio e il fenomeno del magnetismo galattico» .
«Questo sarà proprio il tema centrale del mio progetto Megaskat (Mastering Galactic Synchrotron in the Ska Time)» conclude Bracco.«In collaborazione con Marco Padovani da ottobre inizierò la mia attività ricerca all’Inaf di Arcetri dove svilupperò modelli sintetici di sincrotrone galattico che ci aiuteranno a preparare, e successivamente a interpretare, osservazioni sincrotrone senza precedenti negli anni a venire con strumenti osservativi di nuova generazione».
Per saperne di più:
- Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “The Orion-Taurus ridge: A synchrotron radio loop at the edge of the Orion-Eridanus superbubble” di A. Bracco, M. Padovani e J. D. Soler