PER OTTENERE L’IMMAGINE SONO STATI ANALIZZATI 70 TERABYTE DI DATI

MeerKat rivela il complesso cuore della Galassia

Il South african radio astronomy observatory ha rilasciato una nuova immagine del centro della Via Lattea ripresa con il telescopio MeerKat, che mostra l'emissione radio della regione con una nitidezza e una profondità senza precedenti: 6 gradi quadrati con un dettaglio di 4 secondi d'arco, per un totale di 100 megapixel. I dati sono stati resi pubblici, a disposizione della comunità astronomica mondiale

     31/01/2022
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In questa nuova immagine prodotta da MeerKat della regione centrale galattica, il piano galattico è disposto orizzontalmente. Sono evidenti molte nuove caratteristiche radio e altre precedentemente note, inclusi resti di supernova, regioni compatte di formazione stellare e la vasta popolazione di misteriosi filamenti radio. L’ampia caratteristica che scorre verticalmente attraverso l’immagine è la parte interna delle bolle radio che si estendono per 1400 anni luce attraverso il centro della Galassia. I colori indicano un’emissione radio brillante, mentre l’emissione più debole è mostrata in scala di grigi. Crediti: I. Heywood, Sarao

Il South African Radio Astronomy Observatory (Sarao) ha rilasciato una nuova immagine del centro della nostra galassia ripresa con il radiotelescopio MeerKat, che mostra l’emissione radio della regione con una nitidezza e una profondità senza precedenti. I principali risultati scientifici legati a questa immagine stanno per essere pubblicati su The Astrophysical Journal, accompagnati dal rilascio dei dati alla comunità astronomica mondiale.

L’immagine evidenzia le emissioni radio di numerosi fenomeni, tra cui supernove, vivai stellari e la caotica regione intorno al buco nero supermassiccio di 4 milioni di masse solari che si nasconde al centro della Via Lattea, a 25mila anni luce dalla Terra. Le onde radio penetrano nella polvere che oscura la vista di questa regione ad altre lunghezze d’onda. Il design innovativo, la sensibilità e la posizione geografica di MeerKat hanno permesso di produrre questa immagine straordinaria, che rivela nuovi resti di supernova – incluso un raro esempio di guscio sferico quasi perfetto – e regala agli astronomi la possibilità di ottenere una migliore comprensione della popolazione dei misteriosi filamenti radio in essa chiaramente visibili.

Questo lavoro rappresenta il culmine di tre anni di analisi dettagliata dei dati di una survey condotta durante la fase di messa in opera del telescopio. Quelle osservazioni avevano già portato all’iconica immagine inaugurale di MeerKat nel 2018 e alla scoperta di un paio di bolle radio giganti, prova di un’esplosione dal cuore della Galassia avvenuta diversi milioni di anni fa. Ora, finalmente, l’immagine è disponibile nella sua piena complessità e interezza per uno studio dettagliato da parte degli astronomi di tutto il mondo.

Un raro resto di supernova di forma quasi perfettamente sferica, scoperto ai margini del mosaico MeerKat. Sono visibili anche numerose sorgenti radio compatte, molte delle quali segnalano la presenza di buchi neri supermassicci al centro di galassie ben oltre la nostra. Sulla destra dell’immagine, c’è anche un’interessante sorgente radio che potrebbe essere un oggetto nella nostra galassia che si muove ad alta velocità, lasciando una scia. Crediti: I. Heywood, Sarao

La nuova immagine si basa su un mosaico di 20 osservazioni separate utilizzando 200 ore di tempo del telescopio, che coprono un’area di 6 gradi quadrati (30 volte l’area della Luna piena). I dati sono stati elaborati per fornire una risoluzione angolare di 4 secondi d’arco – l’angolo sotteso dalla statura di una persona di altezza media a una distanza di 100 chilometri, o dalla larghezza di un sottile capello umano tenuto alla distanza di un braccio – risultando in un’immagine scientifica da 100 megapixel. L’elaborazione dei 70 terabyte di dati grezzi è stata condivisa tra due supercomputer di Cape Town, il Lengau del Center for High Performance Computing e Ilifu dell’Idia. L’elaborazione dei dati e l’imaging sono state coordinate da Isabella Rammala di Rhodes/Sarao, che sta studiando le sorgenti radio compatte presenti nell’immagine.

Le caratteristiche lineari che pervadono l’immagine sono filamenti magnetizzati che emettono onde radio. L’origine di queste strutture uniche scoperte oltre 35 anni fa, lunghe fino a 100 anni luce, non è ancora chiara. MeerKat ha scoperto molti più filamenti rispetto a quelli conosciuti in precedenza e il nuovo rilascio di dati consentirà agli astronomi di studiarli nel dettaglio. Una prima introduzione a tale lavoro è stata presentata in un articolo di accompagnamento su The Astrophysical Journal Letters.

«Le osservazioni del centro della Galassia ottenute a 1.28 GHz dal telescopio Meerkat hanno fornito una visione inedita di questa regione particolarmente interessante, ricca di nuovi dettagli delle strutture già conosciute e rivelando nuove scoperte, quali nuovi candidati di resti di supernova, strutture estese bubbles, probabilmente associate a forti venti stellari, e numerosi filamenti non termici. Questi primi risultati evidenziano la grande potenzialità del telescopio MeerKat nello studio della Galassia, grazie alla sua sensibilità e capacità, legata alla configurazione dell’array, di mappare con grande accuratezza strutture radio di diversa dimensione, come quelle che popolano la Galassia», commenta a Media Inaf Grazia Umana, ricercatrice presso l’Inaf di Catania, non coinvolta direttamente nell’articolo in questione ma grande conoscitrice della nostra galassia e principal investigator della survey Scorpio (Stellar Continuum Originating from Radio Physics In Ourgalaxy).

L’immagine è dominata dalla complessa emissione simile a un cirro della super bolla del centro galattico, attraversata dall’arco radio, un complesso di molti filamenti radio paralleli. La bolla radio si annida nella diffusa regione del Sagittario A, nella parte inferiore centrale dell’immagine. Il punto luminoso vicino al centro di questa regione è Sagittario A*, un buco nero di massa solare di 4 milioni. Questa immagine cattura la caotica complessità del cuore stesso della Galassia. Crediti: I. Heywood, Sarao

«Oltre alla regione del centro Galattico, Meerkat ha anche mappato una grande porzione del piano Galattico, coprendo una regione di circa 160 gradi in longitudine galattica intorno al centro Galattico», continua Umana. «Le mappe ottenute sono in avanzato stato di analisi e ci stanno rivelando tutta una serie di nuove scoperte, aumentando in modo significativo il numero di sorgenti galattiche, appartenenti a differenti tipologie, rivelate nel radio. Inaf è coinvolto nel consorzio che sta guidando la realizzazione di questo progetto, anche a livello di management. Si prevede la prima release di progetto entro la prima parte del 2022, con successivi lavori di approfondimento, molti dei quali a firma di ricercatori Inaf. Questi risultati sono solo un assaggio di quello che sarà capace di fare MeerKat quando le sue capacità, in termini di potere risolutivo, sensibilità e fedeltà di immagini, verranno potenziate grazie al progetto MeerKatplus in cui Inaf è coinvolto sia nella definizione dei casi scientifici che nello sviluppo tecnologico».

Per saperne di più:

  • Leggi su arXiv il pre-print dell’articolo “The 1.28 GHz MeerKAT Galactic Center Mosaic” di I. Heywood, I. Rammala, F. Camilo, W. D. Cotton, F. Yusef-Zadeh, T. D. Abbott, R. M. Adam, G. Adams, M. A. Aldera, K. M. B. Asad, E. F. Bauermeister, T. G. H. Bennett, H. L. Bester, W. A. Bode, D. H. Botha, A. G. Botha, L. R. S. Brederode, S. Buchner, J. P. Burger, T. Cheetham, D. I. L. de Villiers, M. A. Dikgale-Mahlakoana, L. J. du Toit, S. W. P. Esterhuyse, B. L. Fanaroff, S. February, D. J. Fourie, B. S. Frank, R. R. G. Gamatham, M. Geyer, S. Goedhart, M. Gouws, S. C. Gumede, M. J. Hlakola, A. Hokwana, S. W. Hoosen, J. M. G. Horrell, B. Hugo, A. I. Isaacson, G. I. G. Józsa, J. L. Jonas, A. F. Joubert, R. P. M. Julie, F. B. Kapp, J. S. Kenyon, P. P. A. Kotzé, N. Kriek, H. Kriel, V. K. Krishnan, R. Lehmensiek, D. Liebenberg, R. T. Lord, B. M. Lunsky, K. Madisa, L. G. Magnus, O. Mahgoub, A. Makhaba, S. Makhathini, J. A. Malan, J. R. Manley, S. J. Marais, A. Martens, T. Mauch, B. C. Merry, R. P. Millenaar, N. Mnyandu, O. J. Mokone, T. E. Monama, M. C. Mphego, W. S. New, B. Ngcebetsha, K. J. Ngoasheng, M. T. Ockards, N. Oozeer, A. J. Otto, S. S. Passmoor, A. A. Patel, A. Peens-Hough, S. J. Perkins, A. J. T. Ramaila, N. M. R. Ramanujam, Z. R. Ramudzuli, S. M. Ratcliffe, A. Robyntjies, S. Salie, N. Sambu, C. T. G. Schollar, L. C. Schwardt, R. L. Schwartz, M. Serylak, R. Siebrits, S. K. Sirothia, M. Slabber, O. M. Smirnov, L. Sofeya, B. Taljaard, C. Tasse, A. J. Tiplady, O. Toruvanda, S. N. Twum , T. J. van Balla, A. van der Byl, C. van der Merwe, V. Van Tonder, R. Van Wyk, A. J. Venter, M. Venter, B. H. Wallace, M. G. Welz, L. P. Williams, B. Xaia
  • Leggi su arXiv il pre-print dell’articolo “Statistical Properties of the Population of the Galactic Center Filaments: The Spectral Index and Equipartition Magnetic Field” di F. Yusef-Zadeh, R. G. Arendt, M. Wardle, I. Heywood, W. D. Cotton, F. Camilo