Le emissioni radio enigmatiche e spettacolari di Abell 3266

Immagine in falsi colori dell’ammasso Abell 3266, dove si evidenzia la ricca varietà di sorgenti presenti nel sistema. I contorni gialli-arancioni-rossi tracciano la brillanza superficiale radio osservata da ASKAP (943 MHz) e da ATCA (2.1 GHz). I contorni blu tracciano la brillanza superficiale misurata da XMM-Newton nei raggi X, che indica l’estensione del plasma caldo presente nel mezzo intra-cluster. L’intensità crescente della scala di colori rossa mostra una popolazione di elettroni di età via via crescente, visibile solo a basse frequenze da strumenti come ASKAP e MWA (Immagine: Dr. Christopher Riseley, Università di Bologna, da dati ASKAP, ATCA, XMM-Newton e Dark Energy Survey - DES)

Un gruppo di ricerca internazionale guidato da studiosi dell’Università di Bologna e dell’INAF – Istituto Nazionale di Astrofisica ha scoperto una serie di spettacolari e al tempo stesso enigmatiche sorgenti di emissione radio provenienti dall’ammasso di galassie noto come Abell 3266. Si tratta di un prezioso insieme di complesse sorgenti radio tra cui un relitto orientato in maniera opposta rispetto tutti i relitti osservati fino ad ora, un’emissione fossile da una radiogalassia e un alone radio con caratteristiche insolite e dalla natura incerta.

“I dati che abbiamo elaborato ci hanno permesso di svelare un vero tesoro in termini di elementi enigmatici e insoliti all’interno di questo ammasso di galassie: ci sono una serie di sorgenti radio, non associate a singole galassie, ma anche molte spettacolari radiogalassie attive”, spiega Christopher Riseley, ricercatore al Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi" dell’Università di Bologna, associato INAF e primo autore dello studio. “In particolare, abbiamo individuato un relitto radio alimentato da uno shock, un alone radio probabilmente connesso a fenomeni di turbolenza e un’emissione radio associata alle fasi finali della vita di una radiogalassia”.

Abell 3266 è noto per essere un ammasso di galassie particolarmente dinamico perché sta attraversano un complesso evento di collisione. Questi eventi – che portano alla formazione di un ammasso da amassi meno massicci – rilasciano enormi quantità di energia che viene dissipata tramite shock e moti turbolenti. Si tratta di fenomeni che possono essere considerati come gigantesche tempeste, le più grandi dell’Universo.

Raccogliendo ed elaborando osservazioni da più fonti, gli studiosi hanno cercato di svelare alcuni dei tanti dettagli ancora sconosciuti dell’ambiente di Abell 3266 e dei fenomeni fisici generati al suo interno che, a causa delle loro dimensioni e della loro complessità, sono ancora poco compresi. Per farlo hanno utilizzato dati provenienti dal radiotelescopio ASKAP e dallo Australia Telescope Compact Array (ATCA) – entrambi di proprietà e gestiti dall'agenzia scientifica nazionale australiana, CSIRO – insieme al Murchison Widefield Array in Australia Occidentale e al radiotelescopio MeerKAT in Sud Africa.

L’analisi – svolta all’interno del progetto ERC DRANOEL – ha permesso agli studiosi di mettere in luce alcuni elementi finora mai visti e dalle caratteristiche enigmatiche. Il primo è un relitto radio orientato “dal lato sbagliato”: un oggetto estremamente insolito che non si conforma con le attuali teorie che spiegano la formazione di questi oggetti.

C’è poi un alone radio dalle caratteristiche estremamente complesse, il quale mostra indizi della presenza di diversi processi fisici che potrebbero essere attivi contemporaneamente ma su scale differenti.

Infine, è emersa un’emissione radio fossile da parte di una radiogalassia ormai spenta, anch’essa con caratteristiche insolite che contrastano con le teorie attuali sull’evoluzione di queste sorgenti: l’emissione di questo oggetto si indebolisce molto rapidamente all’aumentare delle frequenze di osservazione, elemento che potrebbe indicare la presenza di una popolazione di elettroni estremamente antica e a bassa energia.

"Gli elementi insoliti all'interno di Abell 3266 emersi grazie alle nostre analisi sono un primo esempio del tipo di osservazioni e studi d'avanguardia che gli astronomi saranno in grado di fare sempre più di frequente nei prossimi decenni", commenta Riseley. "Le diverse strumentazioni che sono state utilizzate per raccogliere i dati analizzati sono infatti oggi la base fondamentale dal punto di vista scientifico e tecnologico per lo sviluppo dello Square Kilometre Array (SKA), un nuovo radiotelescopio progetto che permetterà osservazioni ancora più approfondite e dettagliate".

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society con il titolo “Radio fossils, relics, and haloes in Abell 3266: cluster archaeology with ASKAP-EMU and the ATCA”. Per l'Università di Bologna (Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi") hanno partecipato Christopher John Riseley, Etienne Bonnassieux, Kamlesh Rajpurohit e Annalisa Bonafede, tutti associati INAF - Istituto Nazionale di Astrofisica.

Il CSIRO riconosce i Wajarri Yamatji come i tradizionali proprietari del sito dell'Osservatorio di Radioastronomia Murchison dove si trova ASKAP e il popolo Gomeroi come i tradizionali proprietari del sito in cui si trova l'ATCA.