Questa immagine mostra l’ammasso di galassie Abell 1689, con sovrapposta la distribuzione di massa della materia oscura nella lente gravitazionale (in viola). Crediti: Nasa, Esa, E. Jullo (Jpl/Lam), P. Natarajan (Yale) e J-P. Kneib (Lam).
Un gruppo di ricercatrici e ricercatori guidati dall’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) ha sfruttato gli spettri ad alta risoluzione nei raggi X, ottenuti con il satellite Esa Xmm-Newton e il Chandra X-ray Observatory della Nasa, per rilevare, per la prima volta, la presenza di una grande quantità di gas caldo (un milione di gradi) negli aloni di tre galassie esterne simili alla Via Lattea, a distanze di circa 400mila anni luce dal centro delle galassie stesse. La scoperta è stata pubblicata su The Astrophysical Journal Letters.
«La presenza del gas in questo stato fisico», spiega Fabrizio Nicastro, primo autore dell’articolo e ricercatore all’Inaf di Roma, «è stata predetta dalla teoria ma non era mai stato direttamente osservata se non nella nostra galassia, nella quale però non è possibile distinguere fra gas nel disco della galassia, nel suo alone, o addirittura nel mezzo esterno la galassia e permeante il Gruppo Locale di galassie».
La scoperta è significativa perché la massa totale che si deriva per questo gas caldo, all’interno del raggio viriale delle galassie è tale da risolvere il problema della massa barionica mancante di queste galassie.
«Il nostro risultato», continua Nicastro, «indica anche che il feedback stellare o nucleare delle galassie non è stato sufficiente a espellere la massa al di fuori dell’influenza gravitazionale delle galassie stesse (oltre il raggio del viriale), ma ha contribuito ad arricchire di metalli il mezzo primordiale che accrescendo forma la galassia stessa e costituisce il carburante per la formazione stellare all’interno di queste, fino ad un valore pari circa al 30 per cento della metallicità osservata nel Sole. Questo ha importanti conseguenze per la nostra comprensione del continuo ciclo di barioni da e verso le galassie (quello che comunemente viene detto feedback) e quindi per affinare le predizioni teoriche sulla formazione delle strutture nell’universo».
«Il problema della massa barionica mancante nelle galassie», sottolinea Nicastro «è uno dei problemi astrofisici più importanti, ormai da diversi decenni. La rilevazione di questo gas caldo era stata molto difficile in precedenza, sia a causa di limitazioni strumentali, sia per la difficoltà di mettere in atto strategie osservative adeguate allo scopo. La nostra idea è stata quella di usare degli indicatori della presenza di tale gas caldo negli aloni di galassie esterne, e di utilizzare tutti i dati di archivio esistenti, sia Xmm che Chandra, per “sommarli” opportunamente (una procedura denominata stacking) con la speranza di tirare fuori un segnale, dove aspettato».
E ci sono riusciti. «La strategia ha pagato, e per la prima volta», conclude infatti Nicastro, «abbiamo rilevato un segnale della presenza dello ione altamente ionizzato dell’ossigeno cui sono rimasti solo due elettroni (OVII) a una distanza di circa 120 kiloparsec dal centro di queste galassie».
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal Letters l’articolo “X-Ray Detection of the Galaxy’s Missing Baryons in the Circum-Galactic Medium of L∗ Galaxies”, di Fabrizio Nicastro, Yair Krongold, Taotao Fang, Filippo Fraternali, Smita Mathur, Stefano Bianchi, Alessandra De Rosa, Enrico Piconcelli, Luca Zappacosta, Manuela Bischetti, Chiara Feruglio, Anjali Gupta e Zheng Zhou