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‘Geyser’ galattici

Grazie ad una serie di osservazioni condotte con il radiotelescopio di 64m presso Parkes in Australia, gli astronomi hanno rivelato ‘mostruosi’ flussi di particelle cariche che vengono emesse dalle regioni centrali della Via Lattea, distribuendosi nello spazio fino a coprire oltre la metà del cielo sopra l’orizzonte. Queste gigantesche strutture corrispondono alle cosiddette “Fermi bubbles” già rivelate dal telescopio spaziale Fermi nel 2010.

Si tratta di enormi flussi di energia, circa un milione di volte superiore a quella emessa da una supernova, che non costituiscono comunque un serio pericolo per il nostro Sistema Solare. La velocità con la quale si propagano è supersonica, pari a circa 1000 Km/sec, e la direzione di propagazione è perpendicolare al piano galattico. Se osserviamo queste strutture nella loro interezza, esse si estendono per circa 50.000 anni-luce verso le regioni più esterne della Galassia, una lunghezza equivalente a circa la metà del diametro della Via Lattea. Questi flussi di energia si manifestano nella banda delle microonde sottoforma di emissione diffusa che era stata già rivelata sia dai satelliti WMAP e Planck ma soprattutto dal telescopio spaziale Fermi nel 2010. Questi tre satelliti non permettono, però, di determinare con certezza la sorgente di energia mentre le recenti osservazioni nella banda radio hanno fornito quegli indizi che stavano cercando da tempo i ricercatori. Tra le varie opzioni che sono state considerate dagli astronomi ne riportiamo due: una riguarda l’ipotesi di una violenta emissione di alta energia di tipo quasar proveniente dal buco nero centrale della Via Lattea; l’altra si basa sull’ipotesi di venti stellari ad altissima temperatura associati a stelle che stanno esplodendo. Le osservazioni suggeriscono che si tratta della seconda ipotesi. Di fatto, i flussi di particelle pare siano dovuti a varie generazioni di stelle presenti nelle regioni più interne della Galassia che si stanno formando e stanno esplodendo, un processo che dura da almeno cento milioni di anni. Per ottenere questi indizi, i ricercatori hanno analizzato i campi magnetici, misurando un parametro caratteristico delle onde radio e cioè la polarizzazione. Questi risultati permettono inoltre di rispondere ad una delle grandi domandi che riguarda la Via Lattea: come fa la nostra galassia a generare e a mantenere il suo campo magnetico?

CSIRO press release: Our Galaxy's "geysers" are towers of power

Nature Letter: Giant magnetized outflows from the centre of the Milky Way

Una radiazione ‘insolita’ dal centro della Via Lattea

L’Universo è composto essenzialmente di materia invisibile, l’enigmatica materia scura che rappresenta oltre l’80% della materia presente nello spazio, distribuita tra le galassie e tra le stelle che formano una galassia. Da oltre 70 anni, gli scienziati stanno tentando di capire la sua vera natura e svelare così i suoi segreti ma oggi, grazie alla missione del satellite Planck, alcuni ricercatori del Niels Bohr Institute potrebbero essere vicini alla soluzione del mistero.

Il satellite Planck, che fu lanciato nel 2009, è dotato di strumenti estremamente sensibili che sono in grado di mappare con una precisione elevata la radiazione cosmica di fondo. Gli ultimi dati hanno messo in evidenza la presenza di una radiazione insolita associata alle regioni centrali della nostra galassia che apre una nuova finestra verso la comprensione delle proprietà fondamentali dello spazio, del tempo e della materia. “Abbiamo osservato una emissione radio unica proveniente dal centro della Via Lattea. Utilizzando metodi diversi per separare il segnale nelle varie bande dello spettro elettromagnetico, siamo stati in grado di derivare lo spettro della radiazione. La radiazione è di tipo sincrotrone, cioè protoni ed elettroni che vengono accelerati dalle linee di forza del campo magnetico galattico, e ci sono forti indicazioni che potrebbe essere associata alla materia scura” spiega Pavel Naselsky, professore di cosmologia presso il Discovery Center dell’Istituto Niels Bohr dell’Università di Copenhagen. Alcuni scienziati, come il professor Subir Sarkar hanno calcolato che la materia scura potrebbe essere costituita da particelle molto pesanti, almeno 10 volte più pesanti rispetto alla massa del bosone di Higgs, cioè 1000 volte più pesante di un protone. Queste particelle hanno proprietà uniche e non interagiscono con le particelle che formano la materia ordinaria, non solo ma le particelle della materia scura non interagiscono nemmeno tra loro. “Sappiamo, in via teorica, che la concentrazione di particelle candidate per costituire la materia scura attorno ai nuclei delle galassie è molto elevata, perciò siamo certi che lì possono collidere dando luogo alla produzione di protoni ed elettroni. Queste ultime particelle iniziano a ruotare attorno alle linee di forza del campo magnetico galattico e così facendo producono questa insolita radiazione di sincrotrone”. E’ stato impossibile osservarla prima dato che gli strumenti che avevamo a disposizione non erano così sensibili e ora, grazie a Planck, siamo stati in grado di osservare questa enorme ed insolita radiazione di sincrotrone. C’è da dire, infine, che questa radiazione non può essere interpretata in termini di particolari meccanismi nel centro della galassia né da esplosioni di supernovae. “Forse si tratta di una prova dell’esistenza di materia scura altrimenti avremmo scoperto un nuovo e sconosciuto meccanismo di accelerazione di particelle nel centro della galassia”  conclude Naselsky.

ArXiv: Planck Intermediate Results. IX. Detection of the Galactic haze with Planck