DUE NUOVE IMMAGINI CON DATI CHANDRA

Collisioni cosmiche ai raggi X

Presentate al meeting della Società Astronomica Americana due straordinarie immagini di collisioni cosmiche: una tra galassie, l'altra tra ammassi di galassie. In entrambe, l'osservatorio per raggi X Chandra evidenzia dettagli altrimenti nascosti

Il vernissage dell’opera d’arte contemporanea riprodotta qui sotto non è avvenuto in qualche rinomato atelier bensì nella più austera cornice del 224° incontro della Società Astronomica Americana, in svolgimento a Boston, Massachusetts. Contrariamente ad altri lavori collettivi, qui si può (anzi, si deve) distinguere l’apporto di ciascun “artista”. Per lo sfondo, l’inconfondibile precisione del Telescopio Spaziale Hubble (HST); le delicate tonalità blu-azzurre attribuite al Chandra X-Ray Observatory; le nervose graffiature rossastre impresse dal “Karl G. Jansky” Very Large Array (VLA), una multipla entità in radiofrequenza.

MACS J0717+3745, un insieme di ammassi di galassie in collisione fra loro, ripreso in visibile da HST, in X da Chandra (blu) e in radio dal VLA (rosso). Crediti: Van Weeren, et al.; Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF; NASA.

MACS J0717+3745, un insieme di ammassi di galassie in collisione fra loro, ripreso in visibile da HST, in X da Chandra (blu) e in radio dal VLA (rosso). Crediti: Van Weeren, et al.; Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF; NASA.

L’immagine riproduce un’affascinante e tormentata regione del cielo situata a distanze siderali da noi, più di 5 miliardi di anni luce. Un’arena cosmica dove almeno quattro giganteschi ammassi di galassie si fronteggiano, esitano, s’infiammano, si disperdono, per poi unirsi in un nuovo conglomerato. Grazie alla combinazione delle nuove osservazioni, il lembo di cielo identificato dagli astronomi come MACS J0717+3745 è divenuto uno degli esempi meglio studiati di collisione ammasso-ammasso che si conoscano, quasi una tavola sinottica dei complessi fenomeni che avvengono durante queste violente interazioni.

Per lo sfondo di questa composizione è stata utilizzata un’immagine ottenuta in precedenza da HST, in attesa che il programma HST Frontier Fields ne produca una nuova della stessa porzione di cielo, ancora più “profonda”. L’emissione di raggi X rilevata da Chandra, in blu, indica la tenue presenza di gas caldo che pervade le regioni contenenti gli ammassi di galassie. Per quanto riguarda l’emissione radio rilevata dal radiotelescopio VLA, in rosso, colpisce soprattutto la strana sagoma che campeggia quasi al centro dell’immagine. “La forma complessa di questa regione è unica, non abbiamo mai visto prima nulla di simile”, ha detto Reinout van Weeren, dello Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, illustrando l’immagine al meeting di Boston. La bizzarra conformazione, ha spiegato il ricercatore, è probabilmente dovuta a onde d’urto, generate dalle collisioni, che accelerano particelle, le quali a loro volta interagiscono con i campi magnetici, emettendo onde radio. Non è invece coinvolto negli scontri l’oggetto radio simmetrico e allungato, trattandosi di una galassia più vicina a noi, il cui buco nero centrale sta accelerando getti di particelle in due direzioni speculari. Invece, il blob rosso in basso a sinistra è una radio galassia che sta presumibilmente cedendo alle lusinghe gravitazionali dell’ammasso.

Sempre nello stesso consesso di Boston è stato presentato un altro capolavoro, realizzato grazie soprattutto allo straordinario talento dell’osservatorio per raggi X Chandra. “Questa è l’osservazione ad alta risoluzione dell’intero disco di una galassia a spirale più profonda che sia mai stata effettuata in raggi X. E ‘un insieme di dati straordinariamente ricco”, ha entusiasticamente dichiarato Roy Kilgard, della Wesleyan University, nel discorso di presentazione dell’opera.

La Galassia Vortice vista sia in ottico (rosso, verde e blu) che in raggi X (viola). Crediti: NASA/CXC/Wesleyan Univ./R.Kilgard, et al; NASA/STScI

La Galassia Vortice vista sia in ottico (rosso, verde e blu) che in raggi X (viola). Crediti: NASA/CXC/Wesleyan Univ./R.Kilgard, et al; NASA/STScI

Il soggetto in questione è M51, una coppia di leggiadre danzatrici in pirotecnica interazione. La più grande, conosciuta come Galassia Vortice (Whirlpool), è una delle modelle preferite dagli astronomi. Le pennellate viola di Chandra ne rivelano i gioielli celati alla vista: 450 punti di emissione in raggi X, di cui ben 10 rappresentano con ogni probabilità delle binarie X, ovvero delle coppie costituite da un buco nero che risucchia e riscalda materia a scapito di una stella compagna. Un corredo davvero sontuoso, considerato che la Via Lattea di tali gioielli ne sfoggia uno solo, Cygnus X-1. Si pensa che una tale differenza sia dovuta proprio al fatto che la Galassia Vortice si stia scontrando con la sua compagna minore. Questa interazione innesca ondate di formazione stellare a un ritmo sette volte più veloce rispetto alla Via Lattea, mentre le esplosioni di supernova si susseguono a un ritmo addirittura 10-100 volte più rapido. In pratica, le stelle più massicce accelerano il loro processo evolutivo, condensandolo in pochi milioni di anni, e arrivando così molto più rapidamente a formare, nell’ineluttabile collasso, stelle di neutroni o buchi neri. Non a caso, otto delle 10 binarie X si trovano in prossimità di zone di formazione stellare.

“In questa immagine, c’è una correlazione molto forte tra gli aloni di colore viola (il gas visto in raggi X) e gli aloni rossi (l’idrogeno nel visibile): entrambi ricalcano efficacemente la formazione stellare”, ha commentato Kilgard con toni quasi da critico d’arte. “Lo si può vedere molto chiaramente nel braccio in avvicinamento alla galassia compagna”, ha concluso. E della sua valutazione possiamo fidarci.