SUPERVENTI FREDDI E CALDI NELLA GALASSIA MRK 231

Vento forte….su tutta la galassia

Un team composto da astronomi in larghissima parte italiani ha usato l’interferometro Plateau de Bure sulle alpi francesi, e dati dei satelliti a raggi X Chandra e NuSTAR, per mappare rispettivamente i superventi freddi e caldi nella galassia Mrk 231

Supervento galatticoUn team composto da astronomi in larghissima parte italiani e guidati da Chiara Feruglio, ricercatrice della Scuola Normale Superiore di Pisa, ha usato l’interferometro Plateau de Bure sulle alpi francesi, e dati dei satelliti a raggi X Chandra e NuSTAR, per mappare rispettivamente i superventi freddi e caldi nella galassia Mrk 231.

Questa è una galassia ultraluminosa nell’ infrarosso, emette infatti energia pari a 1000 miliardi di soli, ed è situata a una distanza di 500 milioni di anni luce da noi. La sua prodigiosa luminosità è il risultato della fusione di due galassie ricche di gas, e del buco nero super massiccio (80 milioni di Soli) che ospita nel suo nucleo.

Nonostante Mrk 231 sia un oggetto molto ben studiato, ha recentemente risvegliato l’attenzione degli astronomi da quando, nel 2010, lo stesso team ha scoperto in questa galassia il primo, prototipico supervento galattico gigante. La quantità di materiale freddo (gas molecolare, o monossido di carbonio) che si muove in questo supervento ammonta ad almeno 500 masse del Sole per anno, che si muovono a una velocità di circa 1000 km/s su un’estensione di circa 3000 anni luce. E’ facile intuire come un tale supervento abbia un’energia molto elevata, capace di distruggere tutto ciò che investe. Ed e’ proprio il vento nucleare caldo, che ha origine nelle parti più vicine al buco nero centrale con una velocità di 20mila km/s ed una temperatura di circa 10 milioni di gradi, che trasmette la sua energia al gas freddo che si trova più esternamente nel disco galattico. Il supervento caldo trasferisce così un impulso molto forte al gas freddo che forma il disco della galassia, da accelerarlo fino a velocità di 1000 km/s e spingere dunque un supervento freddo che si estende fino a 1 kpc di distanza dal centro galattico.

«Il supervento caldo nucleare era passato del tutto inosservato fino ad oggi. Confrontando i dati dei due satelliti NuSTAR e Chandra lo abbiamo trovato nei dati di entrambi i satelliti, allora abbiamo avuto la certezza di aver finalmente trovato il motore dei superventi galattici» spiega Simonetta Puccetti, astronoma del’ASI-ASDC che ha curato l’analisi dei dati dei satelliti a raggi X.

Questo risultato è molto importante perché dimostra ciò che da molti anni gli astronomi sospettavano ma non potevano provare, ovvero che fenomeni molto energetici che avvengono nelle immediate vicinanze dei buchi neri super massicci non restano confinati in queste regioni centrali, ma hanno un impatto fortissimo su tutta galassia ospite, su scale 100mila o anche un milione di volte più grandi. «Questi risultati confermano che lo studio multi-frequenza basato su dati di differenti osservatori nelle diverse bande dello spettro elettromagnetico è cruciale per avere una visione complet della co-evoluzione tra galassia e buco nero centrale», commenta Enrico Piconcelli, ricercatore INAF-Osservatorio Astronomico di Roma che ha partecipato allo studio. «E’ inoltre affascinante, ed insospettabile fino a pochi anni fa, l’idea che fenomeni su scale spaziali cosi diverse siano collegati, e siano il risultato della radiazione prodotta nella gigantesca fucina di energia associata al buco nero».

Il gas freddo presente nei dischi delle galassie è il serbatoio da cui nascono le stelle. Se il serbatoio viene svuotato, le stelle non possono più formarsi, e la galassia quindi invecchia e muore, si forma ciò che chiamiamo una galassia red and dead. “Questo risultato mostra che i superventi legano il destino delle galassie a quello dei buchi neri supermassicci ospitati al loro interno” commenta Raffaella Schneider, ricercatrice di INAF-Osservatorio Astronomico di Roma.

Questa scoperta è stata resa possibile soltanto dall’unicità della sinergia tra osservatori nel millimetrico (PdBI) e nei raggi X (Chandra e NuSTAR) e apre la via a questo tipo di studi in oggetti anche più estremi e distanti. Il futuro lancio di nuovi e più potenti satelliti nei raggi X come ASTRO-H e ATHENA  non potrà che rendere ancora più eccitante questo campo di ricerca.

Per saperne di più: http://adsabs.harvard.edu/abs/2015arXiv150301481F