L’immagine che vedete in questa pagina (in particolare il riquadro evidenziato in alto) mostra quella che sembra essere una “bocca di scarico” collegata a un camino, dalla quale fuoriesce gas caldo proveniente da una regione in prossimità del buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, Sagittarius A* (o Sgr A*). Questo “sfiato” si trova a circa 700 anni luce dal centro della nostra galassia ed è stato descritto in uno studio pubblicato su The Astrophysical Journal Letters che vede tra gli autori Gabriele Ponti dell’Inaf di Brera.
L’immagine mostra una regione vicina al centro della nostra galassia, in luce X e radio. Nella parte inferiore, vicino al centro, c’è una regione particolarmente brillante, dove si annida Sagittarius A*. Gran parte dell’immagine è piena di vaporose nubi blu che mostrano i raggi X rilevati da Chandra. In alcuni punti, le nubi blu sembrano formare delle sfere di luce color verde acqua: sono aloni di polvere, che riflettono i raggi X di sorgenti al loro interno. Al centro dell’immagine, da Sagittarius A* sembra ergersi un pilastro di luce blu. Si tratta di un camino di gas caldo circondato da nubi rosse piene di stelle, che si presentano come piccole macchie rosse. Vicino alla cima del pilastro blu c’è una strisciolina blu, inclinata, delineata da un riquadro grigio, che si ritiene essere lo “sfiato” del camino. A sinistra è riportato il contenuto del riquadro ingrandito e osservato da Chandra. Crediti: X-ray: Nasa/Cxc/Univ. of Chicago/S.C. Mackey et al.; Radio: Nrf/Sarao/MeerKAT; Image Processing: Nasa/Cxc/Sao/N. Wolk
Il camino di gas caldo vicino al centro galattico era già stato individuato utilizzando i dati a raggi X di Chandra della Nasa e di Xmm-Newton dell’Esa. Nell’immagine qui riportata, i raggi X osservati da Chandra (in blu) sono stati combinati con i dati radio del telescopio MeerKat (in rosso). L’emissione radio rilevata da MeerKat mostra l’effetto dei campi magnetici che racchiudono il gas nel camino.
«In questo studio ci siamo focalizzati nell’analisi di un puntamento particolarmente profondo di una parte della chimney (in italiano, camino) effettuato con il satellite per astronomia X della Nasa Chandra. In particolare, Chandra ha osservato una piccola regione di circa 0.01 gradi quadri per un periodo molto lungo equivalente a circa 12 giorni. Questo ci ha permesso di ottenere, almeno in questa regione, una visione molto dettagliata dell’emissione diffusa», racconta Ponti a Media Inaf. «Grazie alla qualità dei dati e agli eccellenti specchi di Chandra, una miriade di sorgenti puntiformi deboli, che normalmente non riusciremmo a distinguere e ci apparirebbero come emissione diffusa (non essendo risolte individualmente) sono state risolte e rimosse. Quindi la lunga esposizione e la rimozione del contributo delle sorgenti puntiformi ci hanno permesso di avere una migliore visione dell’emissione diffusa. Lo spettro Chandra dell’emissione diffusa ci ha confermato che la radiazione diffusa è prodotta da plasma caldo e dall’immagine è emerso che questo plasma si distribuisce formando quello che appare come la sezione di un canale, attraverso cui potrebbe appunto passare un flusso di gas caldo».
Per enfatizzare le caratteristiche del camino e dello sfiato, l’immagine è stata ruotata di 180 gradi rispetto all’orientamento convenzionale utilizzato dagli astronomi, in modo che il camino sia puntato verso l’alto. La condotta di scarico è evidenziata nell’inserto in alto a sinistra, che include solo i dati di Chandra. In bianco appaiono diverse creste di raggi X più luminosi, approssimativamente perpendicolari al piano della Via Lattea. I ricercatori pensano che si tratti delle pareti di un camino cilindrico, che aiuta a incanalare il gas caldo mentre si muove verso l’alto lungo il camino e si allontana dal centro galattico.
«È interessante che questo canale punta verso la direzione di Sgr A*, il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, suggerendo quindi una possibile relazione causale (sebbene questa relazione non sia ancora provata)», spiega Ponti. «Attorno a questo canale osservato in banda X, si trova emissione in banda radio, il che è normalmente osservato quando un potente vento o shocks interagiscono con il mezzo interstellare, scaldandolo o spazzandolo via. Pensiamo quindi che questi camini siano prodotti dall’attività presente e/o passata che è avvenuta al centro della Via Lattea, per esempio dovuta a Sgr A*».
Una versione etichettata dell’immagine fornisce la posizione del condotto di scarico, del camino, del buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea e del piano della galassia. Crediti: X-ray: Nasa/Cxc/Univ. of Chicago/S.C. Mackey et al.; Radio: Nrf/Sarao/MeerKAT; Image Processing: Nasa/Cxc/Sao/N. Wolk
Gli autori dello studio ritengono che la condotta di scarico si sia formata quando il gas caldo che sale attraverso il camino ha colpito il gas più freddo che si trovava sul suo percorso. La luminosità delle pareti della condotta nei raggi X sarebbe causata dalle onde d’urto – simili ai boom sonici degli aerei supersonici – generate da questa collisione. Il lato sinistro del condotto di scarico è probabilmente particolarmente luminoso ai raggi X perché il gas che scorre verso l’alto colpisce la parete del canale con un angolo più diretto e con maggiore forza rispetto alle altre regioni.
I ricercatori pensano che il gas caldo provenga molto probabilmente da una sequenza di eventi che coinvolgono materiale in caduta verso Sgr A*, e che le eruzioni dal buco nero abbiano poi spinto il gas verso l’alto, lungo il camino e verso l’esterno, attraverso la condotta di scarico.
Non è chiaro quanto spesso il materiale cada su Sgr A*. Studi precedenti hanno indicato che ogni poche centinaia di anni si verificano drammatici brillamenti di raggi X in corrispondenza o in prossimità della posizione del buco nero centrale, per cui questi potrebbero svolgere un ruolo importante nello spingere il gas caldo verso l’alto attraverso il condotto di scarico. Gli astronomi stimano inoltre che il buco nero galattico manifesti potenti ed esplosivi rilasci di energia ogni 20mila anni circa. Gran parte di questa energia sarebbe destinata a salire attraverso lo sfiato del camino.
«Per il momento l’associazione tra questo camino e l’attività al centro della Via Lattea è basata sulla sua morfologia, cioè il camino punta verso il centro. Infatti, se il camino fosse dovuto a Sgr A*, allora ci dovrebbe essere (o essere stato) un flusso di plasma caldo da Sgr A*, attraverso questo camino, fino alla base delle bolle di Fermi e di eRosita», conclude Ponti. «In futuro, avendo a disposizione un calorimetro in banda soft X, potremmo misurare le proprietà, come la velocità di deflusso o la turbolenza, del plasma all’interno di questi camini e quindi misurare se effettivamente è presente un vento prodotto da Sgr A* e quali sono le sue proprietà».
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal Letters l’articolo “X-rays from a Central “Exhaust Vent” of the Galactic Center Chimney” di Scott C. Mackey, Mark R. Morris, Gabriele Ponti, Konstantina Anastasopoulou e Samaresh Mondal