Uno sguardo inedito sulle radio galassie

(Inaf) – È grazie alle potenti emissioni nelle onde radio che le radio galassie attive, ovvero quelle dotate di un buco nero supermassiccio nel loro cuore e che sparano enormi getti di particelle in movimento a velocità prossime a quella della luce, sono state individuate e studiate. Forse però nuove e altrettanto importanti informazioni sulle proprietà di questi mostri cosmici potrebbero venire da osservazioni in altre finestre dello spettro elettromagnetico. Con questa idea due ricercatrici dell’Inaf, Loredana Bassani e Francesca Panessa, hanno guidato altrettanti studi di radio galassie viste con gli “occhi” di Integral e Swift, due satelliti dedicati all’osservazione dell’universo nei raggi X. Le inedite indagini hanno permesso di selezionare galassie con getti di grande estensione, che arrivano ad oltre due milioni di anni luce dal buco nero che li ha prodotti e di confermare inoltre la validità del modello attuale che descrive e unifica la struttura delle diverse classi di nuclei galattici attivi.

Di tutte le galassie che ospitano nelle loro zone centrali un buco nero super-massiccio attivo, solo un decimo circa mostra la presenza di due getti di particelle relativistiche che viaggiano alla velocità della luce in direzione opposta. Tali getti interagiscono con il materiale intergalattico e molto probabilmente ne influenzano le sorti, con importanti implicazioni per la cosmologia. Nel primo dei due studi, i ricercatori hanno scandagliato gli archivi di Integral (dell’Agenzia Spaziale Europea) e di Swift (una missione Nasa con partecipazione del Regno Unito e dell’Italia grazie al contributo di Inaf e Asa) per individuare tutte le radio galassie osservate nei raggi X di alta energia.

La ricerca ha evidenziato che circa un quinto di questi oggetti che emettono anche radiazione di alta energia sono galassie radio giganti, cioè galassie i cui getti si trovano a più di 2,3 milioni di anni luce dal buco nero centrale, ovvero più di cento miliardi di volte la distanza che separa la Terra dal Sole. Questa informazione rivela che il materiale espulso dal buco nero centrale di queste galassie ha impiegato centinaia di milioni di anni per arrivare dov’è stato osservato oggi.

“Si tratta delle strutture più grandi ed energetiche presenti nell’Universo e molto probabilmente rappresentano le fasi finali della vita delle radio galassie”, dice Bassani, ricercatrice Inaf presso l’Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Bologna, prima autrice dell’articolo appena pubblicato online sul sito della rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Normalmente la frazione di radio galassie giganti individuate grazie ai radio telescopi non supera il 5%: questo vuol dire che i raggi X di alta energia sono molto efficaci nel trovarle.

Il secondo lavoro ha provato invece a capire se anche nelle radio galassie viste in raggi X di alta energia è valida la teoria del modello unificato, che ben descrive la struttura del “cuore” delle galassie attive. Tale teoria suppone che intorno al buco nero centrale ci sia un disco di materia che viene ingoiata dal buco nero, mentre nelle zone più periferiche dovrebbe essere presente una “ciambella” (il cosiddetto toro) composta da gas e polveri che in parte assorbe i raggi X emessi dal buco nero centrale. Ebbene, l’indagine pubblicata conferma che la presenza dei getti presenti nelle radio galassie non sembra influenzare l’assetto del materiale assorbente previsto dai modelli unificati. “Troviamo infatti che in circa il 40% di galassie del nostro campione sembra esserci materiale assorbente, un valore in accordo con quanto già osservato in precedenti gruppi di analoghi oggetti celesti, selezionati però in base a osservazioni condotte in altre lunghezze d’onda” sottolinea Panessa, dell’Inaf-Iaps di Roma, prima firmataria dello studio anch’esso pubblicato online sul sito della rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Il campione selezionato aggiunge quindi un nuovo tassello alla nostra conoscenza delle galassie radio: quello riguardante le loro emissioni di alta energia. Dati che saranno utili per capire quale sia il ruolo di queste galassie nella formazione delle grandi strutture, nonché per migliorare la nostra conoscenza sui processi di accelerazione di particelle in presenza di campi magnetici.

Riferimenti: Soft Gamma-ray selected radio galaxies: favouring giant size discovery; L. Bassani, T. Venturi, M. Molina, A. Malizia, D. Dallacasa, F. Panessa, A. Bazzano, P. Ubertini; Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

The column density distribution of hard X-ray radio galaxies; F. Panessa, L. Bassani, R. Landi, A. Bazzano, D. Dallacasa, F. La Franca, A. Malizia, T. Venturi, P. Ubertini; Monthly Notices of the Royal Astronomical Society