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Hubble: un lampo proveniente dal buco nero della Via Lattea illuminò oltre i confini della galassia stessa

03 giugno 2020
Circa 3,5 milioni di anni fa un'esplosione tremenda ha scosso il centro della nostra galassia. I nostri lontani antenati ominidi, che già camminavano in piedi nelle pianure africane, probabilmente lo hanno potuto vedere come un bagliore spettrale nel cielo notturno che potrebbe essere persistito per 1 milione di anni. Ora, gli astronomi che utilizzano le capacità uniche del NASA Hubble Space Telescope, hanno scoperto ulteriori indizi su questa catastrofica esplosione.

Circa 3,5 milioni di anni fa il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, la Via Lattea, ha scatenato un'enorme esplosione di energia. I nostri antenati primitivi, che già camminavano nelle pianure africane, potrebbero aver assistito a questo evento in forma di un bagliore spettrale sopra la costellazione del Sagittario che potrebbe essere persistito per ben 1 milione di anni. Ora gli astronomi stanno usando le capacità uniche del NASA Hubble Space Telescope per scoprire ulteriori indizi su questa esplosione catastrofica.
Osservando la periferia più lontana della nostra galassia, è stato scoperto che il flusso di luce proiettato dal buco nero ha raggiunto così tanto la profondità dello spazio da aver illuminato un vasto treno di gas che trascinava le due prominenti galassie satelliti della Via Lattea: la Grande Nube di Magellano (LMC) e la sua compagna, la Piccola Nube di Magellano (SMC).
L'esplosione del buco nero fu probabilmente causata da una grande nuvola di idrogeno (fino a 100.000 volte la massa del Sole) che è caduta sul disco di materiale che turbinava vicino al buco nero centrale. L'esplosione risultante ha inviato coni di radiazioni ultraviolette bollenti sopra e sotto il piano della galassia e in profondità nello spazio. Il cono di radiazione fuoriuscito dal polo sud della Via Lattea ha illuminato un'enorme struttura di gas simile a un nastro chiamata Corrente Magellanica. Il lampo ha illuminato una parte della struttura ionizzando il suo idrogeno (a sufficienza per produrre 100 milioni di soli) spogliando gli atomi dei loro elettroni.
"Il lampo è stato così potente che ha illuminato la struttura come un albero di Natale - è stato un evento catastrofico!" ha dichiarato il principale investigatore Andrew Fox dello Space Telescope Science Institute (STScI) a Baltimora. "Questo ci dimostra che diverse regioni della galassia sono collegate: ciò che accade nel centro galattico fa la differenza rispetto a ciò che accade nella Corrente Magellanica. Stiamo scoprendo come un buco nero possa avere un impatto sulla galassia e sul suo ambiente circostante."



Il team di Fox ha utilizzato l'osservazione ultravioletta di Hubble per sondare la corrente usando le quasar di sfondo - i nuclei luminosi di galassie distanti e attive - come fonti di luce. Lo spettrografo di Hubble può vedere le impronte digitali degli atomi ionizzati nella luce ultravioletta delle quasar. Gli astronomi hanno studiato le linee di mira di 21 quasar poste alle spalle della Corrente Magellanica e altre 10 dietro un'altra caratteristica chiamata Leading Arm, una nube di gas a forma di arco nata dalle interazioni tra le due nubi di Magellano.
"Quando la luce delle quasar passa attraverso il gas a cui siamo interessati, parte della luce a determinate lunghezze d'onda viene assorbita dagli atomi nella nuvola", ha dichiarato Elaine Frazer del STScI, che ha analizzato le linee di mira e scoperto nuove tendenze nei dati . "Quando guardiamo lo spettro della luce delle quasar a specifiche lunghezze d'onda, vediamo prove di assorbimento della luce che non vedremmo se la luce non fosse passata attraverso la nuvola. Da questo, possiamo trarre conclusioni sul gas stesso."
A differenza della Corrente Magellanica, il Leading Arm non ha mostrato prove di essere stato illuminato dal lampo di energia e ciò ha senso: il Leading Arm non si trova esattamente sotto al polo galattico meridionale, quindi non è stato inondato dalla radiazione dell'esplosione.
Lo stesso evento che ha causato il bagliore di radiazione ha anche "eruttato" il plasma caldo che torreggia a circa 30.000 anni luce sopra e sotto il piano della nostra galassia. Queste bolle invisibili, che pesano l'equivalente di milioni di soli, sono chiamate bolle di Fermi. Il loro energico bagliore di raggi gamma è stato scoperto nel 2010 dal telescopio spaziale Fermi Gamma-ray della NASA. Nel 2015 Fox ha utilizzato la spettroscopia ultravioletta di Hubble per misurare la velocità di espansione e la composizione di queste bolle e ora il team è riuscito a estendere la portata di Hubble oltre esse.
"Abbiamo sempre pensato che le bolle di Fermi e la Corrente Magellanica fossero separate e non collegate tra loro e che trovandosi in parti differenti dell'alone della galassia", ha detto Fox. "Ma ora abbiamo visto che lo stesso potente lampo proveniente dal buco nero centrale della nostra galassia ha avuto un ruolo importante in entrambe."
Questa ricerca è stata possibile solo grazie all'esclusiva capacità ultravioletta di Hubble. A causa degli effetti filtranti dell'atmosfera terrestre, la luce ultravioletta non può essere studiata da terra. "È una regione molto ricca dello spettro elettromagnetico - ci sono molte caratteristiche che possono essere misurate nell'ultravioletto", ha spiegato Fox. "Se lavori nel campo ottico e nell'infrarosso, non puoi vederli. Ecco perché dobbiamo andare nello spazio per farlo. Per questo tipo di lavoro, Hubble è l'unico attualmente in grado di assolvere al compito."
I risultati, che saranno pubblicati sull'Astrophysical Journal, sono stati presentati durante una conferenza stampa il 2 giugno alla 236^ riunione dell'American Astronomical Society che si è tenuta in modo virtuale.

fonti: NASA, ESA, L. Hustak

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