Crediti: Jonathan McKinney
250 scienziati, 20 telescopi, a terra e nello spazio, e un anno di lavoro. Tutto ciò per seguire il comportamento della galassia 3C279. Obiettivo: conoscere da dove avesse origine l’emissione gamma della galassia più brillante del cielo gamma, come risulta dal censimento del satellite Fermi della NASA.
La risposta, svelata questa settimana su Nature in uno studio a forte partecipazione italiana, è stata sorprendente. Gli astronomi hanno infatti scoperto che i raggi gamma si formano lontano dal buco nero al centro della galassia, in regioni dove i campi magnetici si avvolgono a cavatappi.
“Il campo magnetico avvolto intorno al getto agisce come un cavatappi, strappando le particelle dal buco nero e convogliandole lontano, fino a quando non trovano le condizioni ideali per emettere la radiazione che poi noi riveliamo”, spiega Patrizia Caraveo, responsabile per INAF dello sfruttamento scientifico dei dati di Fermi. “Non ci aspettavamo proprio che l’emissione più energetica delle galassie attive venisse da regioni dei getti così distanti dal buco nero. Sarebbe stato ragionevole aspettarsi il contrario, ma chi ha detto che le galassie debbano essere ragionevoli?” conclude Caraveo.
La galassia 3C279 è nell’elenco dei sorvegliati speciali per l’estrema variabilità nell’emissione dei raggi gamma. Come più della metà delle sorgenti di raggi gamma celesti osservate dal telescopio Fermi, 3C279 appartiene a una particolare classe di galassie. Gli astrofisici le chiamano galassie attive per sottolineare il fatto che si danno molto più da fare delle altre, quelle “normali” decisamente più pigre. Nelle galassie attive il buco nero centrale è in piena attività, accresce materia trasformandola in energia che poi espelle, in parte, convogliandola in due getti popolati da particelle accelerate a velocità vicine a quella della luce. Come risultato, le galassie attive sono molto più brillanti delle altre galassie. In più sono volubili e la loro emissione è molto variabile: brillanti un giorno, deboli un altro, come se il motore che le alimenta potesse accendersi e spegnersi. Per capire meglio il comportamento del motore, gli scienziati si concentrano sui getti, perché l’emissione gamma è prodotta dalle particelle accelerate che si muovono sotto il controllo dei campi magnetici, ma finora non si sapeva in quale regione dei getti avvenisse l’emissione. Vicino al buco nero, dove l’energia e le particelle sono più concentrate, o lontano, dove la particelle sono in un ambiente più rarefatto?
Per rispondere a questa domanda e capire il funzionamento delle galassie attive è necessario seguire i loro capricci, sfruttando tutte le finestre di osservazione disponibili: in radio, in ottico, nei raggi X e nei raggi gamma. Per riuscire nell’intento occorre coordinare il funzionamento di telescopi a terra e di strumenti spaziali. Uno sforzo che diventa tanto più difficile quanto maggiore è il numero di strumenti che partecipano alla campagna osservativa. Mentre il telescopio gamma Fermi osserva continuamente tutto il cielo, tutti gli altri strumenti devono puntare il particolare oggetto che si vuole studiare. Per di più, se si vuole seguire il comportamento di una sorgente 24 ore al giorno un solo telescopio ottico non basta. Per avere copertura giorno e notte occorrono telescopi sparsi sui diversi continenti con ridondanze che permettano di non avere dei “buchi” nel caso un osservatorio sia reso inservibile dal cielo nuvoloso. E’ la filosofia del GASP-WEBT che da Torino coordina decine di telescopi grandi e piccoli sparsi su tutto il mondo. “Sono ormai più di dieci anni che svolgiamo questo monitoraggio dalla luce visibile alle onde radio, con risultati sorprendenti; ma solo ultimamente, unendo i nostri dati con quelli dei satelliti gamma, possiamo confermare le nostre teorie e fare nuove eccezionali scoperte”, afferma Massimo Villata, presidente della collaborazione.
Sforzi osservativi così massicci non possono essere fatti tutti i giorni su tutte le centinaia di galassie attive rivelate nel catalogo Fermi. Bisogna selezionare qualche sorgente molto promettente da seguire con pazienza e determinazione. Ed ecco perché gli scienziati si sono concentrati sulla galassia 3C279. Durante il primo anno di attività di Fermi è stata organizzata una grande campagna osservativa per studiare la sorgente in contemporanea a tutte le lunghezze d’onda.
In allegato, il comunicato stampa: Campi-magnetici-a-cavatappi-nel-getto-della-galassia-3c279