Radiogalassie: con il progetto Murales studiate le proprietà cinematiche del gas ionizzato attorno ai buchi neri supermassicci
In un articolo di prossima pubblicazione sulla rivista Astronomy & Astrophysics, un team di ricercatori guidato da Barbara Balmaverde dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) di Torino ha esplorato, con un dettaglio senza precedenti, la distribuzione e la cinematica del gas ionizzato in un campione di 20 radiogalassie, ovvero galassie che presentano una intensa emissione di onde radio. Queste sorgenti sono tra i nuclei galattici attivi (Agn) più potenti e con i buchi neri più massicci trovati finora, spesso ospitati al centro di ambienti molto densi, ricchi di gas e di altre galassie vicine. I dati sono stati raccolti nell’ambito del progetto Murales (Muse Radio Loud Emission lines Snapshot) per lo studio dell’interazione tra il getto relativistico – prodotto dal buco nero supermassiccio al centro di ognuna di queste galassie – e il gas circostante mappando il gas ionizzato, che può essere considerato un affidabile tracciante di questa interazione. Lo strumento utilizzato per questo studio è lo spettrografo Multi Unit Spectroscopic Explorer (Muse), montato sul Very Large Telescope (Vlt), che permette di ricavare, in ogni pixel dell’immagine, l’intero spettro ottico.
«Stiamo ricavando un bellissimo “murales” sui meccanismi di accrescimento (feeding) e di feedback delle radiogalassie», dice la ricercatrice dell’Inaf. «In particolare, grazie alla sensibilità e al grande campo di vista di Muse, abbiamo rivelato filamenti di gas ionizzato che si estendono ben oltre la galassia ospite. In altri casi abbiamo osservato spettacolari effetti di feedback, con la creazione di cavità o bolle nel gas caldo che emette radiazione in banda X. Queste cavità sono riempite di plasma relativistico in espansione. Attorno a queste cavità abbiamo rilevato in 3C 317, la radiogalassia pilota del nostro progetto, dei densi filamenti di gas ionizzato, prodotti o dal raffreddamento del gas caldo del cluster o da meccanismi di riscaldamento nelle zone di shock».
Il murales di radiogalassie verrà svelato a poco a poco nel corso di diverse pubblicazioni. Con questo lavoro, i ricercatori presentano i dati delle prime 20 radiogalassie, un campione che fa parte del terzo catalogo di Cambridge (3C). Altre 20 radiogalassie sono già state osservate e l’analisi dei dati è in corso. Queste nuove osservazioni completano il campione delle radiogalassie 3C con distanze fino a 5 miliardi di anni luce osservabili dall’osservatorio del Paranal, in Cile, dove si trova il Vlt. Ma il progetto non si esaurisce qui. «Esplorare lo spazio nel raggio di cinque miliardi di anni luce», precisa Balmaverde, «corrisponde a studiare l’universo abbastanza vicino, diciamo che è un primo passo… Vorremmo osservare radio galassie più distanti». Grazie alle potenzialità dello strumento Muse, gli esperti hanno creato «immagini di riga, mappe di velocità e dispersione di velocità di stupefacente qualità, ottenute con solo 20 minuti di osservazione. Queste sono le osservazioni in riga più profonde ottenute finora (superiori a quelle di Hubble)».
«Questi dati», conclude Alessandro Capetti dell’Inaf di Torino, anch’egli nel team di Balmaverde, «ci hanno permesso di rivelare strutture filamentose estese di gas ionizzato perpendicolari al getto radio con cui investigheremo i meccanismi di attivazione e di evoluzione delle radiogalassie».