DAI DATI DELLA SURVEY CHANG-ES

Gli spettacolari aloni delle galassie a spirale

Uno studio sulle galassie a spirale viste di taglio condotto con il VLA ha permesso di trovare che gli aloni radio presenti sopra e sotto le strutture a disco sono molto più comuni di quanto sia stato ipotizzato. I risultati, riportati su Astronomical Journal, forniscono nuovi indizi sulle relazioni tra gli aloni, i dischi e i rispettivi ambienti che li ospitano

Immagine composita di una galassia a spirale vista di taglio. Si nota l’alone radio prodotto dalle particelle che si muovono ad alta velocità nel campo magnetico galattico. In questa immagine, l’area più grande, grigio-blu, è una singola immagine formata dalla combinazione degli aloni radio di 30 galassie differenti, così come sono state osservate dal VLA. Al centro, è mostrata l’immagine di una delle galassie in luce visibile, NGC 5775, ottenuta dal telescopio spaziale Hubble. L’immagine ottica mostra solamente la regione di formazione stellare della parte più interna della galassia mentre le porzioni più esterne si estendono orizzontalmente nell’alone radio. Credit: Jayanne English (U. Manitoba), Judith Irwin and Theresa Wiegert (Queen’s U.) per il CHANG-ES consortium; NRAO/AUI/NSF; NASA/STScI

Un gruppo internazionale di astronomi ha utilizzato il radiotelescopio del Very Large Array (VLA) in configurazione D per studiare un insieme di 35 galassie a spirale osservate di taglio e che si trovano distribuite nello spazio tra 11 milioni e 137 milioni di anni luce dalla Terra. Lo studio ha sfruttato le capacità osservative del VLA, dopo un lungo periodo di manutenzione che lo ha reso ancora più potente, per rivelare la debolissima emissione radio rispetto a quanto sia stato fatto in precedenza. I risultati sono pubblicati su Astronomical Journal.

Il progetto scientifico CHANG-ES, che sta per “Continuum Halos in Nearby Galaxies, an EVLA Survey”, mette insieme ricercatori di diversi paesi allo scopo di studiare la fenomelogia e l’origine degli aloni radio, la connessione disco-alone galattico e l’emissione nel disco così come i campi magnetici galattici e i raggi cosmici che li “illuminano”. L’obiettivo è quello di comprendere le varie relazioni tra gli aloni radio, i dischi e i rispettivi ambienti che li ospitano.

«Sapevamo che dovevano esistere gli aloni», spiega Judith Irwin della Queen’s University in Canada, a capo del progetto scientifico e co-autrice dello studio. «Ma sfruttando sia l’enorme potenziale del ‘nuovo’ VLA che alcune tecniche avanzate di elaborazione immagini, abbiamo trovato che questi aloni sono molto più comuni nelle galassie a spirale più di quanto abbiamo potuto immaginare».

Le galassie a spirale, come la Via Lattea, presentano la maggior parte delle stelle, del gas e della polvere in un disco piatto ruotante da cui si dipartono dei bracci a spirale. Gran parte delle onde radio e della luce visibile che viene catturata dai telescopi proviene proprio dagli oggetti presenti nel disco. Lo studio dell’ambiente sopra e sotto tali dischi galattici è risultato in passato alquanto complicato.

«Osservare questi aloni mediante i radiotelescopi ci permette di avere delle informazioni di vitale importanza su vari fenomeni, tra cui il tasso di formazione stellare del disco, i venti che vengono generati dalle esplosioni stellari e la natura e l’orgine dei campi magnetici galattici», dice Theresa Wiegert della Queen’s University e autrice principale dell’articolo in cui viene riportata la prima analisi dei dati di tutte le 35 galassie.

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Le immagini qui rappresentate sono state elaborate da Jiangtao Li dell’University del Michigan per il consorzio CHANG-ES utilizzando i dati della Sloan Digital Sky Survey e della Digitized Sky Survey. Credit: CHANG-ES consortium

«Abbiamo studiato gli aloni estesi delle singole galassie per un certo periodo», aggiunge Ralf-Jürgen Dettmar della Ruhr-University a Bochum, in Germania. «Il campione degli oggetti che fanno parte della CHANG-ES ci fornirà ulteriori informazioni di natura statistica su alcune importanti questioni che riguardano l’evoluzione della galassie». Uno degli oggetti principali della ricerca, NGC 5775, è stato utilizzato come galassia di riferimento per rappresentare le regioni di formazione stellare più interna delle altre galassie a spirale.

Ora, per vedere qual è l’estensione “tipica” di un alone galattico, gli astronomi hanno scalato le immagini di 30 galassie della survey CHANG-ES portandole allo stesso diametro e poi sono state combinate in una singola immagine da Jayanne English dell’University of Manitoba in Canada e co-autrice dello studio. «Il risultato è un’immagine spettacolare», dice Irwin, «che ci mostra come i raggi cosmici e i campi magnetici non solo permeano lo stesso disco galattico ma si estendono ben al di là sopra e sotto il disco stesso». L’immagine combinata rivela l’estensione della galassia che sarebbe altrimenti invisibile nella banda dell’ottico e conferma, secondo gli autori, una predizione del 1961 sull’esistenza di questi aloni galattici.

Assieme ai loro risultati, gli autori stanno rendendendo disponibili le immagini del VLA anche ad altri ricercatori (i dati sono disponibili qui: http://queensu.ca/changes). Nelle precedenti pubblicazioni, il team ha descritto i dettagli del progetto e gli scopi scientifici. Gli scienziati hanno completato una serie di osservazioni col VLA e nel loro ultimo articolo viene invece descritta l’analisi del primo insieme di immagini. Il passo successivo sarà quello di analizzare ulteriori dati e rendere pubbliche le immagini una volta che sarà completata l’analisi dei dati. «I risultati di questa survey permetteranno di rispondere a diverse domande aperte nell’ambito dell’evoluzione galattica e della formazione stellare», conclude Marita Krause del Max-Planck Institute for Radioastronomy a Bonn, in Germania.


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