LO STUDIO SU ASTRONOMY & ASTROPHYSICS

Il mistero della galassia “revenant”

Studiando a diverse lunghezze d'onda la radiogalassia gigante PBC J2333.9-2343 un gruppo di scienziati, guidati da Francesca Panessa e Lorena Hernandez Garcia dell’Istituto nazionale di astrofisica, ha scoperto che mostra caratteristiche assai peculiari. I getti di materiale provenienti dal nucleo sembrerebbero infatti essersi accesi, spenti e – probabilmente a causa di una fusione tra due galassie – riaccesi nuovamente, con l’iniezione di nuove particelle dal nucleo, cambiando però direzione. Insomma, una galassia "revenant".

     12/06/2017

Rappresentazione artistica di una radio galassia (in particolare questa è la PKS 0521-36 e la rappresentazione è basata sulle riprese effettuate con Hubble). Crediti: Dana Berry (STScI)

Si chiama PBC J2333.9-2343 ed è una radiogalassia gigante che mostra caratteristiche assai peculiari, in particolare per quello che riguarda il comportamento del suo nucleo, forse a causa di un passato assai burrascoso.  I getti di materiale provenienti dal nucleo sembrerebbero infatti essersi accesi, spenti e – probabilmente a causa di una fusione tra due galassie – riaccesi nuovamente, con l’iniezione di  nuove particelle dal nucleo, cambiando però direzione.

Un gruppo di scienziati, guidati da ricercatori dell’Istituto nazionale di astrofisica, ha studiato a fondo questa radiogalassia, osservandola a diverse lunghezze d’onda grazie a vari telescopi spaziali e da terra, tra cui il telescopio spaziale dell’ESA X-ray Multi-Mirror Newton per la banda X, il telescopio di San Pedro Martir per la banda ottica, il Very Long Baseline Array – VLBA per la banda radio ad altissima risoluzione spaziale e  la NRAO VLA Sky Survey per la banda radio.

«Il caso di PBC J2333.9-2343 è veramente peculiare» afferma Lorena Hernandez-Garcia, ricercatrice dell’Istituto nazionale di Astrofisica di Roma, prima autrice dello studio accettato per la pubblicazione sulla rivista Astronomy&Astrophysics. «Si tratta infatti di una radio galassia che decine di milioni di anni fa ha espulso due getti, che adesso vediamo estendersi per circa quattro milioni di anni luce circa, come mostra chiaramente l’immagine in banda radio della NRAO VLA Sky Survey. Al centro tra i due getti c’è un nucleo che appare stranamente brillante in banda radio. Andando ad analizzare il nucleo con un dettaglio maggiore, mettendo a sistema i dati rilevati in banda X, ottica e radio ad altissima risoluzione spaziale, abbiamo scoperto che nel nucleo di PBC J2333.9-2343 c’è un blazar – blazing quasi-stellar object – ovvero una sorgente altamente energetica, variabile e molto compatta associata a un buco nero supermassiccio».

Rappresentazione artistica di un blazar (dall’inglese: blazing quasi-stellar object), una sorgente altamente energetica, variabile e molto compatta associata a un buco nero supermassiccio che si trova al centro di una galassia. Crediti: M. Weiss/CfA

Lo studio delle caratteristiche dell’emissione dell’energia sprigionata dal nucleo evidenzia infatti un getto di materiale relativistico che sta puntando quasi in direzione dell’osservatore, da cui la classificazione di blazar.  Questo risultato è confermato dalle immagini ad altissima risoluzione spaziale in banda radio raccolte con il VLBA, che rivelano la presenza di un getto originato dal nucleo tipico dei blazar. Tuttavia se i due getti più estesi avessero lo stesso angolo del getto emesso dal nucleo, fossero cioè lo stesso unico getto, la loro proiezione dovrebbe avere un’estensione superiore a 42 milioni di anni luce, mentre i getti più estesi osservati fino ad ora hanno dimensioni che non superano mai un range tra i 2 e i 16 milioni di anni luce.

L’unica spiegazione che sembra dunque possibile per spiegare la natura di questa sorgente è che i vecchi getti relativistici si siano “spenti” – abbiano cioè smesso di iniettare nuove particelle relativistiche – ad un certo punto dell’evoluzione della radiogalassia e che un evento drammatico successivo, come ad esempio la fusione tra due galassie, abbia portato alla “riaccensione” dei getti provocando anche un cambio nell’angolo di vista, con il nuovo getto che ora sta puntando nella nostra direzione. «Questo tipo di galassie, che sembrano in qualche modo tornare a nuova vita dopo essersi spente, vengono definite “restarting activity”» aggiunge Francesca Panessa, anche lei ricercatrice dell’INAF di Roma, co-autrice del lavoro «e sono molto rare, ma molto importanti per comprendere le varie fasi di attività che attraversano le galassie. I getti relativistici contribuiscono in maniera fondamentale all’evoluzione delle galassie che li ospitano. Conoscere il ritmo con cui si accendono e si spengono avrebbe fondamentali implicazioni nello studio dell’interazione tra nuclei attivi e galassie ospiti».

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