IL PROGETTO PEGASUS DELL'INAF

La mappa dell’un per cento del piano galattico

Sfruttando i telescopi Parkes e Askap di Csiro in Australia, è stata realizzata un’immagine ad altissima definizione dei campi magnetici nella Via Lattea, la nostra galassia. I dati arrivano dal progetto Pegasus guidato dall’Inaf, parte del più ampio programma Emu

     16/01/2023
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In questa animazione si vede una grande porzione del disco della nostra Galassia (in particolare la regione conosciuta come Piano galattico o la regione in cui risiede il Sistema solare), di circa 6-7 gradi pari a 12-14 lune piene in lunghezza. La regione rappresentata nell’immagine è piena di resti di supernova, stelle molto giovani, regioni di idrogeno ionizzato e nebulose planetarie, che, grazie alla combinazione di dati ottenuti con i radio telescopi Askap e Parkes (Murriyang), possono essere studiati nel radio con altissima precisione e accuratezza. In particolare, Askap individua i resti stellari e Parkes aggiunge lo spazio tra le stelle. Crediti: R. Kothes (NRC), E. Carretti (INAF), i gruppi PEGASUS, EMU, e POSSUM

Sono state portate a termine le osservazioni radio di una vasta sezione del piano galattico della Via Lattea (circa l’1 percento) con i radiotelescopi Askap e Parkes (Murriyang), entrambi sviluppati e gestiti dall’Agenzia scientifica australiana Csiro.

Alcuni radioastronomi dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf) hanno coordinato il gruppo internazionale di ricerca che ha utilizzato il “grande disco” di Parkes per “fotografare” una porzione del disco della nostra galassia, nell’ambito del progetto di ricerca Pegasus (Possum Emu Gmims All Sky Uwl Survey). Pegasus è uno dei numerosi progetti di esplorazione del più ampio programma Evolutionary Map of the Universe (Emu), che consiste nell’osservazione di tutto l’emisfero sud con Askap, uno dei precursori del progetto Ska. L’immagine è stata unita a quella realizzata con le antenne Askap per il progetto Emu, guidato dalla Macquarie University a Sydney, Australia, ottenendo un risultato di straordinaria qualità.

L’immagine, ampia circa 6-7 gradi – o come 12-14 volte il diametro apparente della Luna – mostra una regione caratterizzata da un’emissione estesa associata all’idrogeno gassoso che riempie lo spazio tra le stelle; stelle alla fine del loro ciclo evolutivo chiamate resti di supernova e bolle calde di idrogeno gassoso ionizzato legate alla nascita di nuove stelle. Le stelle non sono visibili in questa immagine poiché la loro luce contiene emissioni radio minime. Questa nuova fotografia della nostra Galassia mostra aspetti dell’evoluzione delle stelle visibili solo ai radiotelescopi.

Ettore Carretti dell’Inaf di Bologna è il responsabile della survey Pegasus insieme a Tom Landecker del National Research Council of Canada e a Xiaohui Sun dell’Università dello Yunnan, in Cina. Pegasus intende sfruttare le potenzialità del telescopio Parkes (pathfinder del progetto Ska) per mappare tutto il cielo australe a 700-1440 MHz con circa 2100 ore di osservazione. Pegasus contribuirà a tre progetti: Emu, Possum e Gmims per studiare il magnetismo della Via Lattea. Il progetto Pegasus ha appena completato le sue osservazioni pilota e mira a osservare l’intero cielo australe nei prossimi due anni.

Il radioastronomo dell’Inaf spiega: «Con questa prima fase di Pegasus abbiamo studiato un’ampia regione del piano Galattico della nostra Galassia. Gli oggetti visibili nell’immagine possono essere studiati nelle onde radio con altissima precisione e accuratezza grazie alla combinazione di dati dei radiotelescopi Askap e Parkes. Abbiamo poi combinato la mappa ottenuta con quella dei progetti Emu e Possum: il risultato è strabiliante, quando abbiamo aperto l’immagine per la prima volta siamo rimasti meravigliati da tanta qualità e bellezza».

«L’obiettivo della survey è duplice», aggiunge Carretti. «In primo luogo comprendere e studiare i campi magnetici della nostra Galassia, la loro origine e i loro effetti su vari fenomeni come resti di supernove e le grandi strutture della Via Lattea, come il Grande Sperone settentrionale, ma anche galassie, radiogalassie e ammassi di galassie. In secondo luogo, essendo Askap, come tutti gli interferometri, poco sensibile alle grandi scale angolari, i dati del progetto Pegasus raccolti con Parkes completeranno quelli di Askap, aggiungendo ai dettagli finissimi già esistenti la forma, le dimensioni e la potenza totale emessa da questi oggetti. Tutto ciò per poter studiare la fisica dei fenomeni che li governano». 

Le survey come Pegasus osservano l’intero cielo, incluso il cosiddetto Piano Galattico, vale a dire il luogo della Via Lattea in cui risiede il Sistema solare. Si tratta di una regione che contiene innumerevoli stelle, polveri e nubi di gas, nonché una notevole quantità di materia oscura. Studiare il piano della Via Lattea è da sempre uno degli obiettivi più importanti dei radioastronomi, ma la presenza di emissione diffusa nella Galassia rende difficile ottenere immagini prive di artefatti: ciò riduce di fatto la qualità delle immagini finali rendendo l’analisi dei dati un compito particolarmente impegnativo. 

«Il progetto Gmims esplora le forze magnetiche nella Via Lattea», spiega Tom Landecker. «Oltre a plasmare la Via Lattea, le forze magnetiche sono coinvolte nella formazione della sua struttura a spirale e nella nascita e morte delle stelle all’interno dei suoi bracci a spirale. I dati principali che otteniamo sono le osservazioni della polarizzazione dell’emissione radio dalla Via Lattea effettuate con grandi radiotelescopi negli emisferi Sud e Nord. In dodici anni, abbiamo effettuato con successo rilevamenti del cielo con il telescopio Parkes, Murriyang, a frequenze radio sia più basse che più alte di quelle di Pegasus. Il progetto colmerà una lacuna nei nostri dati, fornendo una visione senza precedenti degli effetti magnetici in tre dimensioni. Osservazioni parallele sono state effettuate utilizzando telescopi canadesi, e altre sono in corso, fornendo una prospettiva globale».

«Il risultato finale della collaborazione Pegasus/Emu sarà una vista senza precedenti di quasi tutta la Via Lattea, un’immagine circa cento volte più grande di quella realizzata in questa prima fase da Pegasus, ma con lo stesso livello di dettaglio e sensibilità», conclude Andrew Hopkins, a capo del progetto Emu per la Macquarie University.