Novità su Centauro A

Ecco una nuova immagine del jet emesso dal gigantesco buco nero centrale della galassia Centauro A. Poche settimane dopo che il Chandra X-ray Observatory della NASA ha iniziato ad operare, nel 1999, il telescopio venne puntato verso Centaurus A. Questa galassia, distante circa 12 milioni di anni luce dalla Terra, contiene un jet gigantesco emesso da un buco nero supermassiccio nascosto nel suo nucleo centrale. Da allora, Chandra ha più volte dedicato la sua attenzione a questa galassia, ogni volta raccogliendo più dati. E, come una vecchia foto di famiglia che è stata restaurata digitalmente, nuove tecniche di analisi stanno fornendo agli astronomi un nuovo look e ulteriori informazioni su questo vecchio amico galattico. Questa nuova immagine di Cen A contiene dati provenienti da osservazioni equivalenti a più di nove giorni e mezzo di esposizione, effettuate tra il 1999 e il 2012. I raggi X a più bassa energia rilevati da Chandra sono in rosso, mentre i raggi X di energia media sono verdi, e quelli a più alta energia sono blu. Si può osservare lo spettacolare getto che punta dal centro in alto a sinistra, generato dal buco nero gigante al centro della galassia. Questa nuova ripresa ad alta energia di Cen A evidenzia anche una scia di polvere che si avvolge intorno alla vita della galassia. Gli astronomi pensano che questa caratteristica sia il residuo di una collisione che Cen A ha avuto con una galassia più piccola milioni di anni fa.

L’immagine di Centauro A ripresa da Chandra, è ben visibile il drammatico getto di materia. Crediti: X-ray: NASA/CXC/U.Birmingham/M.Burke et al.

L’immagine di Centauro A ripresa da Chandra, è ben visibile il drammatico getto di materia. Crediti: X-ray: NASA/CXC/U.Birmingham/M.Burke et al.

Le osservazioni di Chandra sul Cen A forniscono una ricca risorsa per una vasta gamma di ricerche scientifiche. Ad esempio sono stati scoperti numerosi buchi neri di origine stellare e stelle di neutroni. I risultati suggeriscono che quasi tutti questi oggetti compatti hanno masse che si dividono in due categorie: inferiore a due volte quella del Sole, o più di cinque volte il Sole. Questi due gruppi corrispondono alle stelle di neutroni e ai buchi neri. Il divario di massa può darci informazioni circa il modo in cui stelle massicce esplodono. Gli scienziati si aspettano un limite massimo per le più massicce stelle di neutroni, fino a due volte la massa del sole. Ciò che è sconcertante è che i piccoli buchi neri sembrano avere circa cinque volte la massa del sole. Le stelle presentano una serie continua di masse, e quindi in termini di peso della loro progenie ci si aspetterebbe lo stesso andamento per i buchi neri, superato il limite delle stelle di neutroni. Gli scienziati sono al lavoro per comprendere quale possa essere il meccanismo regolatore della massa di questi buchi neri di origine stellare.  Per saperne di più: Centaurus A: A new look at an old friend

Ma soprattutto venite al Planetario, vi aggiorneremo su tutte le novità dal cielo profondo.

Una galassia molto feconda

Messier 82 è la galassia più vicina che sta subendo un rapido processo di formazione stellare, noto come starburst. Si trova a circa 12 milioni di anni luce di distanza nella costellazione dell’Orsa Maggiore ed è vista quasi di taglio, come si vede nella parte inferiore sinistra dell’immagine in basso, ripresa nel visibile dal telescopio spaziale Hubble.  L’inserto è una nuova immagine radio, realizzata con il Very Large Array, che rivela nuove informazioni sulla porzione centrale della galassia larga 5.200 anni luce.

La zona di intensa formazione stellare rivelata dalla ripresa del VLA. Crediti: Josh Marvil (NM Tech/NRAO), Bill Saxton (NRAO/AUI/NSF), NASA

La zona di intensa formazione stellare rivelata dalla ripresa del VLA. Crediti: Josh Marvil (NM Tech/NRAO), Bill Saxton (NRAO/AUI/NSF), NASA

L’emissione radio è prodotta da gas ionizzato e da elettroni ad alta velocità che interagiscono con il campo magnetico interstellare. I punti luminosi sono un mix di regioni di formazione stellare e resti di supernova, la zona è molto attiva ed è responsabile degli intensi venti stellari che caratterizzano in modo evidente la galassia condizionandone l’aspetto. Per saperne di più: Starbursting in the galaxy M82.

Ma soprattutto venite al Planetario, vi aggiorneremo su tutte le novità dal cielo profondo.

Una galassia con due cuori

È ormai accertato che, di norma, le galassie ospitano nel loro centro un buco nero supermassiccio. Ma nel caso della galassia M83 il buco nero centrale sembra non essere solo. Questa galassia è interessante perché presenta una insolita vitalità: in essa sono state osservate bel sei esplosioni di supernova, più oltre 300 resti di supernova e, in aggiunta, mostra una grande attività nella formazione stellare, con oltre 3000 giovani ammassi di stelle, alcuni dei quali hanno una età inferiore ai 5 milioni di anni. Numerosi indizi provano che il buco nero centrale è accompagnato da una seconda grande massa.

Una splendida immagine di M83 ottenuta combinando i dati del Telescopio Spaziale Hubble e del Giant Magellan Telescope. Crediti: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Una splendida immagine di M83 ottenuta combinando i dati del Telescopio Spaziale Hubble e del Giant Magellan Telescope. Crediti: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

Si discute se questa seconda massa sia a tutti gli effetti un secondo buco nero, come in altre galassie quale anche quella di Andromeda, o sia un grande ammasso di stelle co-orbitante col buco nero. La galassia M83 si trova a soli 15 milioni di anni luce da noi nella costellazione dell’Hydra ed è facilmente osservabile anche con piccoli telescopi. Per saperne di più: A galaxy with two hearts

Ma soprattutto venite al Planetario, vi aggiorneremo su tutte le novità dal cielo profondo.

L’angolo più remoto dell’universo

Il telescopio Spaziale Hubble ci porta sempre più lontano. Con una esposizione di 50 ore, Hubble supera sé stesso, riprendendo un campo di galassie così lontano che la luce da loro emessa ha viaggiato per 12 miliardi di anni prima di raggiungerci. Nella fotografia, in primo piano c’è l’ammasso di galassie noto come Abell 2744 ( chiamato anche Ammasso di Pandora) e, in secondo piano, una miriade di piccole galassie, molte delle quali remotissime ma ingrandite e avvicinate dall’effetto lente gravitazionale prodotto dal grande ammasso Abell 2744.

L'ammasso di Pandora e le remotissime galassie di sfondo, nella ripresa del programma "Frontiers Fields". Crediti: NASA, ESA, and J. Lotz, M. Mountain, A. Koekemoer, and the HFF Team (STScI).

L’ammasso di Pandora e le remotissime galassie di sfondo, nella ripresa del programma “Frontiers Fields”. Crediti: NASA, ESA, and J. Lotz, M. Mountain, A. Koekemoer, and the HFF Team (STScI).

Questa ripresa fotografica profondissima è la prima del programma Frontiers Fields, che ha lo scopo di studiare sia processi primordiali di formazione delle galassie, sia la distribuzione della materia oscura, che può essere dedotta dall’effetto lente gravitazionale generato dalle massicce galassie dell’ammasso in primo piano. Per saperne di più: Pandora’s magnifying glass

Ma soprattutto venite al Planetario, vi aggiorneremo su tutte le novità dal cielo profondo.

La più lontana lente gravitazionale

È stata osservata la più lontana lente gravitazionale. La sua luce ha viaggiato 9,5 miliardi di anni prima di raggiungere il Telescopio Spaziale Hubble che la ha fotografata. L’effetto lente gravitazionale, prodotto dalla massa di una grande galassia, ha ingrandito la luce di un ammasso compatto, ancora più lontano, di stelle giovani e molto attive, si stima non più vecchie di qualche decina di milioni di anni (il Sole ha la veneranda età di oltre 4,5 miliardi di anni).

L’immagine dell’effetto lente gravitazionale ripreso dal telescopio Hubble. Credit: NASA/ESA/A. van der Wel

L’immagine dell’effetto lente gravitazionale ripreso dal telescopio Hubble. Credit: NASA/ESA/A. van der Wel

La scoperta, che aiuta a stimare la massa delle galassie lontane, pone però un interrogativo: per produrre l’effetto lente con un ammasso tanto compatto, i due oggetti devono essere perfettamente allineati (in questo caso l’allineamento è più accurato di un millimetro su 20 km) lungo la linea di vista e, poiché si tratta del secondo caso che si osserva, o si è stati particolarmente fortunati o l’Universo lontano nello spazio e nel tempo pullula di giovani ammassi di stelle. Per saperne di più: Most distant gravitational lens helps weigh galaxies

 

Ma soprattutto venite al Planetario, vi aggiorneremo su tutte le novità dallo spazio profondo.

Come crescono i buchi neri supermassicci?

Come ingrassano i buchi neri massicci ? È la domanda cui risponde uno studio comparato di un team di astronomi americani pubblicato oggi. Sappiamo che numerose galassie ospitano giganteschi buchi neri di massa molti milioni di volte superiore a quella di una stella. Il più massiccio conosciuto ha 17 miliardi di masse solari. Lo studio ha preso in esame decine di milioni di galassie, cercando una relazione tra la massa del buco nero centrale e la distribuzione delle galassie. È risultato che i buchi neri più massicci si trovano in galassie collocate in ambiti del cosmo dove la densità di galassie stesse è più alta, cosa che ragionevolmente ha reso più probabile la fusione tra galassie e dei rispettivi buchi neri nei lenti processi di interazione avvenuto nel passato.

Una illustrazione artistica che mostra una galassia con un nucleo attivo (AGN) contenete un super buco nero.

Una illustrazione artistica che mostra una galassia con un nucleo attivo (AGN) contenete un super buco nero.

Analogamente è emerso dallo studio che nella galassie con il rigonfiamento centrale più denso il buco nero contenuto è più massiccio. Insomma, in certo qual modo la dieta del buco nero è analoga a quella della galassia ospite. Per saperne di più: Fat black holes grown up in cities: ‘Observational’ result using Virtual Observatory

Ma soprattutto venite al Planetario, vi aggiorneremo su tutte le novità sui buchi neri.

Che strana galassia!

È davvero strano l’aspetto di questa galassia. Appare composta da più gusci soffici e nebbiosi, simili ai petali di un fiore. Inoltre è popolata da una percentuale insolitamente elevata di giovani stelle, anche nei suoi ammassi globulari che normalmente sono composti da stelle molto vecchie. Ma non ci sono misteri: la galassia PGC 6240 (questo è il suo nome) è il risultato di una pregressa fusione tra due galassie.  I gusci sono stati formati dagli effetti gravitazionali e dalle forze di marea che hanno governato il processo. La fusione tra le due galassie ha comportato un aumento della densità delle nubi di gas interstellare favorendo la nascita di molte nuove stelle. Tutto questo si osserva bene nelle galassie in cui è tuttora in corso il processo di fusione.

La galassia PGC 6240 ripresa dal telescopio spaziale Hubble. Crediti: ESA/Hubble & NASA; Judy Schmidt

La galassia PGC 6240 ripresa dal telescopio spaziale Hubble. Crediti: ESA/Hubble & NASA; Judy Schmidt

PGC 6240 si trova nella costellazione dell’Hydrus (l’Idra o serpente d’acqua) la più estesa delle 88 costellazioni, visibile bassa sull’orizzonte sud nel cielo primaverile. Per saperne di più: Soft shells and strange star clusters

Ma soprattutto venite al Planetario, vi aggiorneremo su tutte le novità dal cielo profondo.

L’importanza di conoscere la velocità di rotazione dei buchi neri galattici

I buchi neri galattici influenzano la formazione e l’evoluzione delle galassie ospiti. Per meglio comprenderne gli effetti su scala galattica è indispensabile conoscere sia la massa sia la velocità di rotazione, cioè lo spin, del buco nero. Ma non è semplice. Gli astronomi della at Durham University, Regno Unito, hanno studiato il buco nero, con massa di 10 milioni di soli, in una galassia distante 500 milioni di anni luce dalla Terra. Lo studio, effettuato nel visibile, nell’ultravioletto e nei raggi x, ha permesso di misurare lo spin del buco nero. La materia che precipita nel buco nero forma un disco di accrescimento, questo disco è tanto più vicino al buco nero quanto più questo ruota velocemente.

Più il buco nero ruota velocemente, più vicino si forma il disco di accrescimento. Crediti: NASA/JPL-Caltech

Più il buco nero ruota velocemente, più vicino si forma il disco di accrescimento. Crediti: NASA/JPL-Caltech

Questa è stata la chiave per arrivare alla misura della velocità di rotazione. Gli astronomi sono soddisfatti e dicono ”grazie a questo risultato, speriamo ora di essere in grado di meglio comprendere il rapporto tra i buchi neri e le loro galassie”. Per saperne di più: Capturing black hole spin could further understanding of galaxy growth

Ma soprattutto venite al Planetario, vi aggiorneremo su tutte le novità sui buchi neri.

Una galassia da primato nella formazione di nuove stelle

Quale sarà il mistero della straordinaria fertilità di questa galassia, che è incredibilmente efficiente nel generare nuove stelle ?  È stata scoperta col concorso di diversi osservatori, il WISE e l’Hubble Space Telescope della NASA, e l’IRAM francese e manifesta un processo di formazione stellare al più alto tasso possibile, la fase di evoluzione più estrema ed efficiente mai osservata.  Si chiama SDSSJ1506 +54 e si trova a ben sei miliardi di anni luce da noi.  Sembra che l’area più attiva di questa galassia sia limitata alla zona circostante il nucleo. Quando le stelle si formano nelle parti più dense delle grandi nubi di gas, una volta che sono attive emettono un forte vento solare che spazza via il gas circostante. Questo pone un limite alla densità delle nuove stelle e all’efficienza del processo di formazione che, nel caso di cui parliamo, è prossima al 100%.

Il campo stellare dove si trova la galassia e, nell’inserto, l’immagine della stessa ripresa dal Telescopio Spaziale Hubble. Crediti: NASA/JPL-Caltech/STScI/IRAM; Hubble Space Telescope

Il campo stellare dove si trova la galassia e, nell’inserto, l’immagine della stessa ripresa dal Telescopio Spaziale Hubble. Crediti: NASA/JPL-Caltech/STScI/IRAM; Hubble Space Telescope

I diversi strumenti utilizzati in questa scoperta hanno consentito di misurare sia il tasso di formazione stellare, sia la quantità di gas complessiva ottenendo così una misura dell’efficienza del processo di formazione. Si ritiene che questa fase della evoluzione della galassia derivi dalla collisione di due galassie e che in poche decine di milioni di anni, un batter d’occhio rispetto ai tempi astronomici, il gas disponibile si esaurirà e SDSSJ1506 +54  evolverà in una enorme galassia ellittica . Per saperne di più: Galaxy Goes Green in Burning Stellar Fuel

Ma sopratutto venite la Planetario, vi aggiorneremo su tutte le novità da cielo profondo.

Migliaia di buchi neri attorno alla Via Lattea ?

Fino a duemila buchi neri erranti potrebbero trovarsi nell’alone della nostra galassia, la Via Lattea. È la previsione di nuove simulazioni al computer effettuate da Valery Rashkov e Piero Madau dell’Università di Santa Cruz, in California. Le simulazioni si basano sul processo di formazione delle grandi galassie, avvenuto per progressiva cattura di piccole galassie e fusioni. Nel corso di questo lento corso evolutivo, molti buchi neri potrebbero essersi fusi col buco nero centrale della Via Lattea, ma molti altri potrebbero essere stati privati della coorte di stelle e si troverebbero isolati nella periferia galattica.

La Via Lattea, deformata dall'effetto lente gravitazionale di un buco nero. Crediti: Ute Kraus, Physics education group Kraus, Universitat Hildesheim.

La Via Lattea, deformata dall’effetto lente gravitazionale di un buco nero. Crediti: Ute Kraus, Physics education group Kraus, Universitat Hildesheim.

Alcuni di questi buchi neri solitari potrebbero aver mantenuto una piccola parte delle stelle della galassia originaria e della materia oscura. In tali condizioni è comunque difficile osservarli, ma prima o poi manifesteranno segni di attività e verranno scoperti. Per saperne di più: A POPULATION OF RELIC INTERMEDIATE-MASS BLACK HOLES IN THE HALO OF THE MILKY WAY

Ma sopratutto venite al Planetario, vi aggiorneremo su tutte le novità sulla Via Lattea