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sabato 27 luglio 2019

Il centro della Via Lattea nelle onde radio


Questa immagine straordinaria mostra nella maniera più assoluta le potenti energie in gioco nel centro della nostra Via Lattea. Ecco cosa riprende e perché è così straordinaria.

Questa zona della Via Lattea è completamente invisibile ai nostri occhi, anche con i più potenti telescopi, perché rimane nascosta dietro a nebulose che assorbono completamente la sua luce.
Fino a poco tempo fa per studiare quesa zona si usavano telescopi all'infrarosso: una parte dello spettro che riesce a penetrare queste nubi e a darci un'idea di cosa ci fosse al di là.
Ma questa immagine invece è stata ripresa dal nuovo radiotelescopio MeerKAT nel Sudafrica, ed è la prima immagine radio così dettagliata del centro della Via Lattea.

La dimensione della porzione di cielo ripresa è di circa 1° x 2°, più o meno la dimensione che potete coprire alzando un pollice al cielo, e riprende la zona attorno al buco nero Sgr A*.

Ma cosa ci mostra questa immagine in più di ciò che già conosciamo?
In realtà nulla, però ci dà un punto di vista del tutto nuovo sugli oggetti celesti immortalati, e con una risoluzione altissima.
Prima di tutto, ciò che vediamo non è luce, ma sono onde radio: onde con lunghezze molto più ampie della luce e che quindi non si fanno ostacolare dalle polveri sottili che intasano il centro della Via Lattea e che di fatto ci impediscono osservazioni precise e ad alta definizione.
Tutti i bagliori gialli che si vedono nell'immagine sono emessi da gas, ma le ragioni per la quali le diverse sorgenti le emettono sono molto diverse.
Alla fine di questa pagina trovate una immagine con le didascalie che vi aiutano a localizzare ciò di cui vi parleremo tra poco.

Le strutture circolare sulla sinistra sono causate da supernove, in gergo SNR: Supernova remnant o resti di supernova.
per apprendere nel dettaglio lo straordinario fenomeno delle supernove potete dare un occhio a questo approfondimento: Cosa sono le supernove e perché sono così importanti per l'uomo?

Ciò che avviene in questi casi è che il materiale espulso dalla supernova va a sbattere contro il gas dell'ambiente circostante, eccitandolo e illuminandolo sia nello spettro della luce visibile, sia, anzi ancora di più, nello spettro radio.
L'intensità del bagliore che vediamo dipende dalla quantità di gas eccitato.
Nella foto è possibile vedere una certa asimmetria nella bolla, dove il margine è più luminoso in alcuni punti rispetto ad altri. In generale questo avviene perché in quella direzione è presente più gas, e mentre si accumula emette più luce.
Queste due grosse bolle non sono gli unici resti di supernova nella foto, ma ce ne sono a decine. Questo ci fa capire che la zona centrale della Via Lattea è una zona molto attiva e ci sono state stelle molto massicce.

Il grosso bagliore che si vede nel centro della foto, è da attribuire a due oggetti distinti.
La "bolla" più a destra è il risultato dell'emissione da parte del famoso buco nero super massiccio Sgr A*: un oggetto distante 26 mila di anni luce con una massa pari a circa 4 milioni di masse solari.
La dimensione di Sgr A*, di cui nell'immagine vediamo solo l'emissione radio, è stimata attorno ai 26 milioni di km. Anche se questo numerone ci potrebbe sembrare enorme, in verità non è molto grande se pensiamo che la distanza minima tra la il Sole e Mercurio è di 46 milioni di km.
Nonostante si pensi sempre e solo a lui quando si parla di buco nero nel centro della Via Lattea, oggi sappiamo che Sgr A* non è l'unico buco nero che si trova li, ma ce ne sono centinaia!
Abbiamo parlato a fondo di questi numerosi buchi neri in questo nostro articolo: Centinaia di buchi neri nel cuore della Via Lattea

Le onde radio che vediamo essere emesse da Sgr A* proviene dal materiale che sta risucchiando nel suo vortice, e che alle velocità estreme con la quale si muovono emettono radiazioni.

Sulla sinistra di Sgr A* c'è una striscia molto brillante, che si snoda dall'alto al basso.
La sorgente di questa struttura così strana è costituita da dei filamenti paralleli di gas, disposti ad arco che avvolgono un ammasso stellare molto denso e popolato: l'Arches Cluster.
Anche questo oggetto è invisibile ai telescopi a causa delle nubi interstellari che si trovano tra noi e il nucleo della Via Lattea, e fino a questo momento avevamo le sue immagini grazie ad osservazioni e fotografie nella banda dell'infrarosso.
Tempo fa a questo link westerlund-1, le stelle più massicce della galassia sono qui abbiamo parlato dell'ammasso stellare Westerlund 1, che gode del primato di ammasso con le stelle più massicce della Via Lattea.
L'Arches Cluster invece gode di un altro primato: è l'ammasso aperto più denso della nostra galassia.
Sul suo diametro non ci sono certezze ma le stime parlano di circa 4 anni luce, e al suo interno ci sono circa un migliaio di stelle, tra le quali un centinaio hanno masse che vanno oltre le 20 masse solari.
Avete capito bene, in uno spazio grande come quello tra il sole e la stella a noi più vicina (alpha centauri), ci sarebbero un centinaio di stelle con masse 20 volte quella del sole ed un migliaio di altre stelle più piccole!!
Questo dovrebbe bastare per darvi un idea di quali possano essere le radiazioni emesse dal "piccolo" Arches Cluster. E' chiaro quindi il motivo per la quale risulta così estremamente luminoso nell'immagine radio.

Spostandoci ancora più a sinistra dell'Arches Cluster ci sono altre due bolle molto luminose.
Questa volta non si tratta di buchi neri super massicci, supernove, o mostri del genere... ma semplicemente di nebulose diffuse estremamente dense e grandi.
Ricordiamo che stiamo parlando di una zona della Via Lattea dove gas e materiale costitutivo non mancano, siamo nel luogo più denso di una galassia, dove in origine c'era la concentrazione maggiore di gas primordiale. E questo spiega perché queste due nebulose siano tra le più dense della Via Lattea.
Si tratta di SGR B1 e SGR B2, ognuna grande quasi 150 anni luce.
La loro densità media è di 1.000 atomi di idrogeno in 1 centimetro cubo, cioè 40 volte più densa della media delle altre nebulose presenti nella Via Lattea.
Qui stanno nascendo centinaia di nuove stelle, una vera e propria fucina interstellare.
Per capire meglio cosa sono questi oggetti che sono tutto tranne che banali, potete andare a questo nostro approfondimento nebulose diffuse, ricordi dell'universo primortdiale

Tutto quello che abbiamo visto fino a qua è straordinario per la potenza delle emissioni radio che rivela.
Ma ci sono dei dettagli, che qualcuno di voi avrà già scorto, che non hanno nulla a che fare con potenze estreme, e sono tutti quei filamenti che si snodano dall'alto al basso in quasi tutta l'area dell'immagine.
Nelle prime immagini scattate nell'infrarosso si pensava che queste strutture fossero composte da polvere allineata al campo magnetico della Via Lattea.
Ma poi nei primi anni 2000 sono state scattate immagini migliori e oggi sappiamo che non sono tutte allineate con il campo magnetico.
Sono invece allineate con regioni nebulari ad alta formazione stellare: globuli di bock, dove stanno nascendo centinaia di nuove stelle.
I globuli di bocksono oggetti molto interessanti e ne abbiamo parlato approfonditamente qua: Cosa sono i globuli di bock.
Questi veri e propri vivai stellari hanno campi magnetici molto forti, che nelle onde radio spiccano dando luogo a questi filamenti che sembrano quasi errori o "strisciate sulla pellicola" (anche se di pellicola non si tratta).
Questi filamenti sono enormi: sono lunghi fino a 100 anni luce, e larghi solo pochi anni luce.

Nonostante il centro galattico sia piuttosto caotico, disordinato e difficile da studiare a causa delle nebulose che ne bloccano la luce, questa immagine nelle onde radio ce ne ha dato una visione dettagliatissima e molto più chiara di quanto abbiamo avuto fino ad ora nell'infrarosso.
Nelle prossime notti estive in cui guarderete il cuore della Via Lattea in direzione del Sagittario, dalle spiagge italiane o da qualche isola spagnola o greca, ricordatevi di questa immagine e degli oggetti straordinari che ci sono in quel quadrante galattico, davanti ai vostri occhi, ma che i vostri occhi non riescono a scorgere.

E se non sapete dove guardare, seguite questo link: Cosa vediamo della Via Lattea?