I misteriosi filamenti della Via Lattea hanno “cugini più antichi e lontani”

I filamenti radio magnetizzati abbondano nelle poche centinaia di parsec più interne della nostra galassia. I progressi nella comprensione di questa popolazione di filamenti sono stati lenti negli ultimi decenni, in parte a causa della mancanza di rilevamento in altre parti della galassia o nelle galassie esterne.

Ora, 40 anni dopo, Northwestern University gli astrofisici hanno, per la prima volta, introdotto due possibili spiegazioni per le origini sconosciute dei filamenti. Hanno proposto che i filamenti potrebbero derivare da un’interazione tra il vento su larga scala e le nuvole o potrebbero derivare dalla turbolenza all’interno di un debole campo magnetico.

I primi filamenti che Zadeh trovò torreggiavano vicino al Il buco nero supermassiccio centrale della Via Lattea ed erano lunghi fino a 150 anni luce. Zadeh ha ampliato il suo database di osservazione di oltre 1,000 filamenti all’inizio di quest’anno. I filamenti unidimensionali di quel lotto si presentano in gruppi e coppie, spesso equidistanti, impilati fianco a fianco come corde di un'arpa o versati lateralmente come singole increspature in una cascata.

Zadeh ha rivelato di cosa sono costituiti i misteriosi filamenti raggio cosmico elettroni che girano vorticosamente lungo un campo magnetico quasi alla stessa velocità della luce. Zadeh continuava a chiedersi da dove provenissero i filamenti nonostante avesse risolto il mistero di cosa fossero composti i filamenti. In seguito alla scoperta di una nuova popolazione al di fuori della nostra galassia, gli astronomi ora hanno maggiori opportunità di studiare i processi fisici attorno ai filamenti.

Egli ha detto: “Dopo aver studiato i filamenti nel nostro Centro Galattico per tutti questi anni, ero estremamente entusiasta di vedere queste strutture straordinariamente belle. Poiché abbiamo trovato questi filamenti altrove nell’universo, ciò suggerisce che sta accadendo qualcosa di universale”.

La nuova popolazione di filamenti assomiglia in apparenza ai filamenti della nostra Via Lattea, ma ci sono alcune distinzioni significative. Ad esempio, i filamenti esterni alla Via Lattea sono sostanzialmente più grandi e vanno da 100 a 10,000 volte più lunghi. Hanno anche meno campi magnetici e sono molto più vecchi. La maggior parte di essi pende stranamente con un angolo di 90° dai getti di un buco nero nell'immenso vuoto del mezzo intraammasso o nella regione nascosta tra le galassie dell'ammasso.

Tuttavia, la popolazione appena trovata condivide lo stesso rapporto lunghezza-larghezza del filamenti della Via Lattea. E sembra che entrambi i gruppi utilizzino gli stessi metodi per trasmettere energia. Gli elettroni nei filamenti sono più energetici più vicini al getto, ma man mano che scendono ulteriormente, diventano meno energetici. Le particelle seme necessarie per formare un filamento potrebbero essere fornite dal getto del buco nero, ma una forza sconosciuta deve spingere queste particelle lungo distanze sorprendenti.

Zadeh ha detto: “Alcuni di loro hanno una lunghezza notevole, fino a 200 kiloparsec. È circa quattro o cinque volte più grande dell’intera Via Lattea. Ciò che è notevole è che i loro elettroni rimangono insieme su una scala così lunga. Se un elettrone viaggiasse alla velocità della luce lungo il filamento, impiegherebbe 700,000 anni. E non viaggiano alla velocità della luce”.

Gli scienziati lo hanno teorizzato “L'origine dei filamenti potrebbe essere una semplice interazione tra il vento galattico e un ostacolo, come una nuvola. Mentre il Vento avvolge l’ostacolo, crea dietro di esso una coda simile a una cometa.”

Zadeh ha spiegato, “Il vento proviene dal movimento della galassia mentre ruota. È come quando metti la mano fuori dal finestrino di un'auto in corsa. Fuori non c'è vento, ma senti l'aria muoversi. Quando la galassia si muove, crea vento che potrebbe spingere attraverso luoghi in cui le particelle dei raggi cosmici sono piuttosto libere. Spazza il materiale e crea una struttura filamentosa”.

“Mentre le radiogalassie si muovono, la gravità può influenzare il mezzo e agitarlo. Il mezzo forma quindi macchie di vortici vorticosi. Dopo che il debole campo magnetico si avvolge attorno a questi vortici, può allungarsi, piegarsi e amplificarsi, diventando infine filamenti allungati con un forte campo magnetico”.

“Tutti questi filamenti fuori dalla nostra galassia sono molto antichi. Provengono quasi da un'era diversa del nostro universo e tuttavia segnalano agli abitanti della Via Lattea che esiste un'origine comune per la formazione dei filamenti. Penso che questo sia notevole.

Riferimento della Gazzetta:

1. F. Yusef-Zadeh, RG Arendt, M. Wardle. Popolazioni di Filamenti Magnetizzati nel Mezzo Intraammasso e nel Centro Galattico. I Astrophysical Journal Letters. DOI 10.3847/2041-8213/ac982a