Galassie fantastiche e dove trovarle

Centaurus A è un famoso esempio di radiogalassia relativamente vicina. All'interno della galassia c'è un buco nero supermassiccio che genera i grandi getti di particelle che possono essere visti perpendicolarmente al disco della galassia. (Immagine: ESO/WFI - Optical; MPIfR/ESO/APEX/A.Weiss et al. - Submillimetre; NASA/CXC/CfA/R.Kraft et al. - X-ray)

Solo una piccola frazione di galassie nel cosmo è "attiva", ovvero ospita un buco nero supermassiccio che non è "a riposo" ma divora il gas interstellare a ritmi sostenuti e rilascia immense quantità di energia. Ancor più rare, tra le galassie attive, sono le radiogalassie, nelle quali si formano anche potenti getti di particelle che schizzano via dal buco nero a velocità prossime a quella della luce, coprendo enormi distanze negli spazi interstellari ed emettendo onde radio in gran quantità. E tra queste, rarissime sono le radiogalassie giganti, i cui getti radio possono raggiungere un’estensione superiore ai due milioni di anni luce. Eppure, nonostante la presunta scarsità, un nuovo studio guidato da Jacinta Delhaize dell’Università di Cape Town ha trovato ben due radiogalassie giganti in una porzione di cielo pari a solo quattro volte l’area apparente della luna piena.

"Sulla base delle nostre conoscenze attuali sulla densità delle radiogalassie giganti nel cielo, la probabilità di trovarne due in questa regione è estremamente piccola", spiega Delhaize, prima autrice dell'articolo che illustra la scoperta, pubblicata oggi sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. "Questo significa che le radiogalassie giganti sono probabilmente molto più comuni di quanto pensassimo." La scoperta è stata effettuata da un team internazionale a cui hanno partecipato anche ricercatori e ricercatrici dell’INAF e dell'Università di Bologna nell’ambito del progetto MIGHTEE (MeerKAT International Gigahertz Tiered Extragalactic Exploration), che utilizza il radiotelescopio MeerKAT, una batteria di 64 antenne nel deserto del Karoo, in Sud Africa.

Le due radiogalassie giganti trovate con il radiotelescopio MeerKAT. Sullo sfondo, il cielo visto dalla luce ottica; sovrapposto in rosso, il segnale radio delle enormi radiogalassie rilevato da MeerKAT (Immagine: I. Heywood - Oxford/Rhodes/SARAO)

Si tratta di galassie molto speciali, con getti che raggiungono 6,5 milioni di anni luce – circa 62 volte il diametro della nostra galassia, la Via Lattea – e dunque molto più estese della maggior parte delle radiogalassie note. Si pensa che radiogalassie così grandi debbano essere molto antiche. I nuovi dati indicano che devono esistere molte altre radiogalassie giganti simili a queste due, il che è peraltro previsto da alcuni modelli teorici che descrivono la crescita ed evoluzione delle galassie nel tempo. "Questo scenario è anche supportato dalle proprietà di queste galassie osservate a diverse frequenze", spiega Ivan Delvecchio, ricercatore presso l’INAF di Milano e co-autore dell’articolo. "Si tratta di informazioni che ad oggi rivelano una scarsa attività di formazione stellare della galassia e del suo buco nero supermassiccio centrale, segno che entrambi questi fenomeni devono essersi affievoliti nel corso del tempo".

"La radiazione 'fossile' tracciata dagli enormi getti radio potrebbe nascondere indizi preziosi per comprendere meglio e ricostruire le varie fasi della lunga vita di queste due galassie", aggiunge la co-autrice Marisa Brienza, ricercatrice dell’Università di Bologna e associata INAF.

Con una sensibilità senza precedenti all’emissione radio da sorgenti deboli e diffuse quali i getti delle radiogalassie, MeerKAT è riuscito a rilevare la luce fioca proveniente da questi due giganti cosmici, che erano viceversa sfuggiti ad altri radiotelescopi, tra cui il Karl G. Jansky Very Large Array negli Stati Uniti e il Giant Meter-Wave Radio Telescope in India. La scoperta di questa nuova popolazione di galassie, nascosta dai limiti tecnici dei radiotelescopi delle passate generazioni, permetterà di delineare una comprensione più completa dell’evoluzione delle galassie attraverso la storia dell’universo. "Risultati come questi dimostrano chiaramente l’importanza di strumenti di ultimissima generazione come MeerKAT nel definire sfide scientifiche sempre nuove per il futuro radiotelescopio trans-continentale SKA", conclude Isabella Prandoni dell’INAF di Bologna, anche lei co-autrice dell’articolo.

Il telescopio MeerKAT, in Sud Africa (Immagine: South African Radio Astronomy Observatory)

Lo studio è stato pubblicato sul sito della rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society nell’articolo "MIGHTEE: Are giant radio galaxies more common than we thought?". Per l'Università di Bologna ha partecipato Marisa Brienza del Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi" e associata INAF.

Gli altri autori sono J. Delhaize, I. Heywood, M. Prescott, M. J. Jarvis, I. Delvecchio, I. H. Whittam, S. V. White, M. J. Hardcastle, C. L. Hale, J. Afonso, Y. Ao, M. Brüggen, J. D. Collier, E. Daddi, M. Glowacki, N. Maddox, L. K. Morabito, I. Prandoni, Z. Randriamanakoto, S. Sekhar, Fangxia An, N. J. Adams, S. Blyth, R. A. A. Bowler, L. Leeuw, L. Marchetti, S. M. Randriamampandry, K. Thorat, N. Seymour, O. Smirnov, A. R. Taylor, C. Tasse, M. Vaccari.