Astrofisica, così forte vento molecolare rende la galassia sterile

Scoperta con Gran Telescopio Milimétrico, nel team ricercatori Inaf

OTT 30, 2018 -

Roma, 30 ott. (askanews) – In uno studio pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal Letters, un team internazionale di astrofisici, tra cui anche ricercatori dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (Inaf), ha descritto un’inaspettata scoperta realizzata grazie al Gran Telescopio Milimétrico Alfonso Serrano (GTM) in Messico: l’esistenza di un potente vento di gas molecolare freddo in una galassia molto simile alla Via Lattea, situata a una distanza di 800 milioni di anni luce da noi. Questo vento sarebbe in grado di spazzare via dalla galassia, ad altissima velocità, il materiale fondamentale per la formazione di nuove stelle, rendendola quindi “sterile”.

Osservazioni precedenti – spiega l’Inaf in una nota – ottenute nella banda dei raggi X dal satellite XMM-Newton dell’Agenzia Spaziale Europea, due anni fa hanno permesso di scoprire in questo stesso oggetto e dallo stesso team di astronomi la presenza di venti estremamente veloci (ultra-fast outflow) costituiti da gas ionizzato ad alta temperatura che si muove a un decimo della velocità della luce (circa 30,000 km/s). Si pensa che questo tipo di venti siano prodotti nelle vicinanze dei buchi neri supermassicci che si trovano al centro dei cosiddetti Nuclei Galattici Attivi (AGN), galassie la cui luminosità molto elevata (quasar) è alimentata dai processi di accrescimento che liberano una gran quantità di energia grazie all’attività del buco nero e del suo disco di accrescimento. IRAS17020+4544 è, però, una galassia attiva con luminosità di gran lunga inferiore ai quasar.

I dati ottenuti dallo spettrografo del GTM rivelano che questi venti ultra veloci osservati nei raggi X convivono con la fuoriuscita di materiale denso e freddo composto da molecole di monossido di carbonio (da qui il nome di vento molecolare) che emette in banda millimetrica. Anna Lia Longinotti, ricercatrice italiana dell’INAOE (Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica, Messico) e prima autrice dello studio, racconta che il gas rivelato dal GTM si situa in regioni distanti all’interno della stessa galassia “ospite”, all’incirca fra 2000 e 20.000 di anni luce di distanza dal nucleo attivo. Una scala ben differente da quella in cui si trova il vento osservato in raggi X che si localizza molto vicino al buco nero centrale (meno di un millesimo di anno luce). La ricercatrice sottolinea che è importante rivelare il movimento del gas molecolare in galassie dove è stato già osservato un ultra-fast outflow perché si sospetta che ci sia una connessione fra il vento ultra veloce “lanciato” dal disco di accrescimento e i venti molecolari osservati su grande scala, quindi in regioni della galassia molto più periferiche.

“In questa galassia – afferma Anna Lia Longinotti – avevamo già avuto la prova della presenza di un vento capace di produrre degli effetti sulla galassia ospite. Nei processi di feedback, si pensa che venga espulsa una quantità sufficiente di massa e energia. La galassia viene come spazzata e svuotata del gas che rappresenta la materia prima per formare stelle. Questo è esattamente l’effetto che può avere un vento che trascina il gas fuori dalla galassia e la lascia senza l’alimento principale per formare nuove stelle (il gas molecolare). Di conseguenza, la galassia non avrà più una formazione stellare efficiente bensì diventa una galassia passiva. Questo è quello che chiamiamo feedback”.

“Sapevamo che le caratteristiche tecniche del GTM ci permettono di osservare questo gas in molte galassie – sottolinea Francesca Panessa, ricercatrice dell’Inaf di Roma – però in questa abbiamo potuto rivelare la presenza di un outflow molecolare e siamo arrivati a determinarne la velocità: fra i 700 e i 1000 km/s, che, pur essendo inferiori a quelle osservate nei raggi X, sono comunque molto più alte di quanto tipicamente osservato nel gas molecolare che segue la rotazione della galassia”. Marcello Giroletti, dell’Inaf di Bologna, guarda già al futuro di questa ricerca: “Abbiamo già ottenuto nuovi dati radio ad altissima risoluzione spaziale per questa sorgente. Alla luce dei risultati presentati in questo lavoro, siamo ancora più motivati ad analizzarli in tempi brevi per visualizzare direttamente la struttura della sorgente e del suo outflow”. “Questa scoperta – rimarca Chiara Feruglio, dell’Inaf di Trieste – vede i ricercatori italiani ancora in prima fila nello studio dei super-venti che regolano la crescita delle galassie, un campo di ricerca in pieno boom di cui noi stessi siamo stati pionieri”.

Il Gran Telescopio Millimétrico Alfonso Serrano è un progetto guidato dall’Instituto Nacional de Astrofísica, Óptica y Electrónica” (INAOE, Puebla, Messico) e dall’Università del Massachusetts (USA). Situato sulla cima del vulcano Sierra Negra (Messico) a un’altitudine di 4600 metri, grazie all’antenna di 50 metri di diametro è il telescopio di tipo single-dish più grande del mondo operativo a lunghezze d’onda millimetriche e submillimetriche. Possiede un insieme di strumenti che permettono lo studio della formazione di strutture (galassie, stelle e pianeti) su tutte le scale dell’Universo. Recentemente il GTM ha preso parte alla rete di telescopi che forma “Event Horizon Telescope”, un progetto internazionale che sta analizzando la periferia del buco nero al centro della nostra galassia e della galassia M87 nell’Ammasso Virgo.