Credits: NASA/SOFIA; NASA/JPL-Caltech/Roma Tre Univ.

Introduzione

La nostra galassia, la Via Lattea, ha un’elegante forma a spirale con lunghe braccia piene di stelle, ma come ha assunto esattamente questa forma ha a lungo sconcertato gli scienziati. Nuove osservazioni di un’altra galassia stanno facendo luce su come le galassie a forma di spirale come la nostra ottengano la loro iconica forma.  I risultati sono stati pubblicati su Astrophysical Journal.

I campi magnetici

Secondo una ricerca di SOFIA Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy – i campi magnetici svolgono un ruolo importante nel modellare questo tipo di galassie. Gli scienziati hanno misurato i campi magnetici lungo i bracci a spirale della galassia chiamati NGC 1068M77. I campi si presentano come linee di flusso che seguono da vicino i bracci che circondano.

I campi magnetici sono invisibili, ma possono influenzare l’evoluzione di una galassia“, ha affermato Enrique Lopez-Rodriguez, scienziato della University Space Research Association presso il SOFIA Science Center presso l’Ames Research Center della NASA nella California Silicon Valley. “Abbiamo una buona comprensione di come la gravità influenza le strutture galattiche, ma stiamo appena iniziando a imparare il ruolo dei campi magnetici“.

La galassia M77 si trova a 47 milioni di anni luce di distanza nella costellazione del Cetus. Ha un buco nero attivo supermassiccio al centro che è due volte più grande del buco nero nel cuore della nostra galassia. Le braccia vorticose sono piene di polvere, gas e aree di intensa formazione stellare chiamate esplosioni di stelle.

Osservazioni all’infrarosso

Le osservazioni a infrarossi di SOFIA rivelano ciò che gli occhi umani non possono: campi magnetici che seguono da vicino i bracci a spirale riempiti di stelle appena nate. Ciò supporta la teoria principale, nota come “density wave theory“, su come questi bracci sono costretti nella loro forma iconica. La polvere, i gas e le stelle nei bracci non sono fissati come le pale su un ventilatore. Il materiale, invece, si muove lungo i bracci mentre la gravità li comprime, come oggetti su un nastro trasportatore.

L’allineamento del campo magnetico si estende su tutta la lunghezza dell’enorme braccio, lungo circa 24.000 anni luce. Ciò implica che anche le forze gravitazionali che hanno creato la forma a spirale della galassia stanno comprimendo il suo campo magnetico, supportando la teoria delle onde di densità.

“Questa è la prima volta che vediamo campi magnetici allineati su scale così grandi”, ha affermato Lopez-Rodriquez. “È sempre emozionante avere prove osservative a supporto delle teorie“.

I campi magnetici celesti sono notoriamente difficili da osservare. Lo strumento di ultima generazione di SOFIA,  l’Airborne Wideband Camera-Plus ad alta risoluzione, o HAWC +, utilizza la luce a infrarossi lontani per osservare i granelli di polvere celeste, che si allineano perpendicolarmente alle linee del campo magnetico. Da questi risultati, gli astronomi possono dedurre la forma e la direzione del campo magnetico altrimenti invisibile

La luce infrarossa lontana fornisce informazioni chiave sui campi magnetici perché il segnale non è contaminato dall’emissione di altri meccanismi, come la luce visibile diffusa e la radiazione di particelle ad alta energia. La capacità di SOFIA di studiare la galassia con luce infrarossa lontana, in particolare alla lunghezza d’onda di 89 micron, ha rivelato sfaccettature precedentemente sconosciute dei suoi campi magnetici.

Ulteriori osservazioni sono necessarie per capire come i campi magnetici influenzano la formazione e l’evoluzione di altri tipi di galassie, come quelli con forme irregolari.

SOFIA

SOFIA, l’Osservatorio stratosferico per l’astronomia infrarossa, è un jetliner Boeing 747SP modificato per trasportare un telescopio da 106 pollici di diametro. È un progetto congiunto della NASA e del Centro aerospaziale tedesco, DLR. L’Ames Research Center della NASA nella California Silicon Valley gestisce il programma SOFIA, le operazioni scientifiche e di missione in collaborazione con l’Universities Space Research Association con sede a Columbia, Maryland e l’Istituto tedesco SOFIA (DSI) dell’Università di Stoccarda. L’aeromobile è gestito e gestito dal Armstrong Flight Research Center Building della NASA 703, a Palmdale, in California. Lo strumento HAWC + è stato sviluppato e consegnato alla NASA da un team multiistituzionale guidato dal Jet Propulsion Laboratory di Pasadena, in California. 

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