Un recente studio condotto dall’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf) ha portato alla luce scoperte che potrebbero rivoluzionare la nostra comprensione della Via Lattea: un alone galattico magnetizzato. Questa scoperta sfida i modelli precedenti sulla struttura e l’evoluzione della nostra galassia. I ricercatori hanno individuato diverse strutture magnetizzate che si estendono ben oltre il piano galattico, raggiungendo altezze superiori a 16.000 anni luce. Queste strutture rivelano una delle origini delle cosiddette bolle di eRosita, alimentate su scala galattica da intensi flussi di gas ed energia, generati dalla fine esplosiva delle stelle di grande massa come le supernove. Sorprendentemente, queste bolle, osservate dal satellite eRosita (un telescopio a raggi X a bordo della missione spaziale russo-tedesca Spectr-Roentgen-Gamma), si estendono da un orizzonte all’altro, offrendo le prime misurazioni dettagliate dell’alone magnetico della Via Lattea. I risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Astronomy.
Scoperta dell’alone galattico magnetizzato
Osservazioni e misurazioni
L’immagine ottenuta confronta le bolle eRosita a raggi X (in verde) e il campo magnetico nell’alone (in bianco). L’intensità polarizzata per la radiazione di sincrotrone è rappresentata in rosso. I cerchi celesti indicano le bolle di Fermi a raggi gamma. Le creste magnetiche associate alle bolle di Fermi sembrano emanare dal centro galattico. Al contrario, le creste nella regione esterna hanno origine nel disco galattico, a più di 10.000 anni luce dal centro galattico. Crediti: H.-S. Zhang (Inaf) et al. 2024, Nature Astronomy.
Strutture filamentose e venti caldi
Lo studio rivela che i campi magnetici all’interno di queste bolle formano strutture filamentose che si estendono per una distanza pari a circa 150 volte il diametro della Luna piena, dimostrando la loro immensa scala. I filamenti sono correlati a venti caldi, con una temperatura di 3,5 milioni di gradi Celsius, espulsi dal disco galattico e alimentati dalle regioni di formazione stellare.
Implicazioni della scoperta
Connessioni tra formazione stellare e deflussi galattici
“I nostri risultati indicano che l’intensa formazione stellare alla fine del centro galattico contribuisce in modo significativo a questi ampi deflussi multifase”, sottolinea He-Shou Zhang, primo autore dell’articolo e ricercatore presso l’Inaf di Milano. “Questo lavoro fornisce le prime misurazioni dettagliate dei campi magnetici nell’alone della Via Lattea, che emette raggi X e svela nuove connessioni tra le attività di formazione stellare e i deflussi galattici. I nostri risultati mostrano che le creste magnetiche osservate non sono semplici strutture casuali, ma sono strettamente legate alle regioni di formazione stellare della nostra galassia”.
Analisi multi-lunghezza d’onda
Il team di ricerca ha sfruttato l’intero spettro elettromagnetico, coprendo frequenze dalle onde radio ai raggi gamma, per analizzare queste strutture usando più di dieci diverse indagini all-sky. Un approccio così dettagliato ha permesso di confermare la natura estesa di queste strutture magnetiche. In particolare, lo studio rappresenta la prima evidenza osservativa che collega l’anello di formazione stellare della Via Lattea, situato alla fine del centro galattico, alla produzione di deflussi su larga scala.
Prospettive future
Impatto sulla comprensione delle galassie
“Questo studio rappresenta un significativo passo avanti nella nostra comprensione della Via Lattea”, afferma Gabriele Ponti, ricercatore Inaf a Milano. “È ormai ben noto che una piccola frazione di galassie ‘attive’ può generare deflussi di materia alimentati dall’accrescimento su buchi neri supermassicci o da eventi di formazione stellare intensi, che influenzano profondamente la loro galassia ospite. Si ritiene che tali deflussi siano elementi fondamentali per regolare la crescita delle galassie e dei buchi neri al loro centro. Ciò che trovo affascinante in questo caso è notare che anche la Via Lattea, una galassia quiescente come molte altre, può espellere potenti deflussi, e in particolare che l’anello di formazione stellare alla fine del centro rotazionale contribuisce significativamente al flusso galattico. Forse la Via Lattea ci sta svelando un fenomeno comune nelle galassie simili alla nostra, aiutandoci così a far luce sulla crescita ed evoluzione di questi oggetti”.
Metodologia di ricerca
“I nostri primi tentativi di confrontare le emissioni dell’intera volta celeste non hanno avuto successo”, ricorda Ettore Carretti, ricercatore Inaf a Bologna, “poiché le emissioni provenienti dalle strutture locali spesso si sovrapponevano a queste strutture più grandi. Tuttavia, abbiamo dedicato molto tempo all’uso di osservazioni multi-lunghezza d’onda per misurare le distanze delle creste magnetiche e delle bolle di eRosita che emettono raggi X. L’analisi teorica per comprendere queste strutture, che emettono in modo termico e non-termico nell’alone galattico, è stata anch’essa molto complessa, richiedendo conoscenze sui deflussi galattici, sui campi magnetici e sul trasporto e l’accelerazione dei raggi cosmici. Fortunatamente, la nostra collaborazione include esperti di livello mondiale in tutti questi campi”.
Conclusioni
“Il nostro lavoro”, conclude He-Shou Zhang, “è il primo studio multi-lunghezza d’onda completo sulle bolle di eRosita dalla loro scoperta nel 2020. Lo studio apre nuove frontiere nella nostra comprensione dell’alone galattico e contribuirà ad approfondire la nostra conoscenza del complesso e impetuoso ecosistema di formazione stellare della Via Lattea”.
