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Spiegazione delle misteriose bolle che emettono raggi gamma intorno al centro della Via Lattea

I venti veloci che escono dal centro galattico creano uno shock in avanti e uno shock inverso. Quest'ultimo forma il contorno delle bolle di Fermi.

I venti veloci che escono dal centro galattico creano uno shock in avanti e uno shock inverso. Quest’ultimo forma il contorno delle bolle di Fermi. Credito: Università Metropolitana di Tokyo

Uno scienziato della Tokyo Metropolitan University ha dimostrato che le grandi bolle che emettono raggi gamma attorno al centro della Via Lattea sono state prodotte da venti veloci che soffiano verso l’esterno e da un associato “shock inverso”. Le simulazioni numeriche hanno riprodotto con successo il profilo di temperatura osservato da un telescopio a raggi X. Tali deflussi sono stati osservati in altre galassie; questa scoperta suggerisce che venti simili potrebbero aver soffiato nella nostra galassia fino a poco tempo fa.

L’universo è pieno di enormi oggetti celesti che devono ancora essere spiegati. Tra queste ci sono le “bolle di Fermi”, così chiamate perché furono scoperte per la prima volta dal telescopio spaziale a raggi gamma Fermi nel 2010. Queste bolle sono enormi regioni che emettono raggi gamma che si estendono da entrambi i lati del centro della Via Lattea su circa 50.000 anni luce , sporgendo dal piano della galassia come palloncini come mostrato nella figura sopra. Nonostante le loro dimensioni strabilianti, il meccanismo con cui sono formati deve ancora essere decifrato.

Ora, il professor Yutaka Fujita della Tokyo Metropolitan University ha presentato prove teoriche che dimostrano come tali oggetti potrebbero essersi formati. Dalla loro scoperta, sono state avanzate molte ipotesi sulla formazione delle bolle di Fermi, inclusa l’attività esplosiva del buco nero supermassiccio centrale, i venti del buco nero e la costante attività di formazione stellare. Distinguere questi scenari è un compito impegnativo, ma la disponibilità di osservazioni a raggi X all’avanguardia dal satellite Suzaku offre la possibilità di confrontare le misurazioni con ciò che gli astronomi si aspettano da vari scenari.

Le simulazioni del professor Fujita hanno considerato venti veloci in uscita dal buco nero che iniettano l’energia necessaria nel gas che circonda il centro della galassia. Confrontando i profili misurati, hanno scoperto che c’era una buona probabilità che le bolle di Fermi fossero prodotte dai veloci venti in uscita, che soffiano a 1.000 km al secondo per 10 milioni di anni. Questi non sono venti come li sperimenteremmo sulla terra, ma flussi di particelle altamente cariche che viaggiano ad alta velocità e si propagano nello spazio.

Questi venti viaggiano verso l’esterno e interagiscono con il gas dell’alone circostante, provocando uno shock inverso che crea un caratteristico picco di temperatura. Le bolle di Fermi corrispondono al volume all’interno di questo fronte d’urto inverso. È importante sottolineare che le simulazioni hanno anche mostrato che un’esplosione istantanea al centro non potrebbe riprodurre i profili misurati dal telescopio, avvalorando uno scenario basato su venti costanti generati dal buco nero centrale.

L’autore osserva che i venti previsti dalla simulazione sono simili ai deflussi osservati in altre galassie. La corrispondenza suggerisce che gli stessi tipi di massicci deflussi osservati in altre parti dell’universo erano presenti nella nostra galassia fino a tempi abbastanza recenti.

Maggiori informazioni: Yutaka Fujita, Evidence for powerful winds and the associated reverse shock as the origin of the Fermi bubbles, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2022). DOI: 10.1093/mnras/stac3312

 

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