Sulla grande tabella di marcia dell'universo, gruppi affollati di galassie sono collegati da lunghe autostrade di plasma che si intrecciano nel deserto dello spazio vuoto. Queste strade interspaziali sono note come filamenti e possono allungarsi per centinaia di milioni di anni luce, popolate solo da polvere, gas e elettroni occupati che si avvicinano molto al limite di velocità universale.
Anche quando si muove a una velocità prossima alla luce, le particelle dovrebbero essere in grado di renderlo solo una frazione del modo in cui uno di questi filamenti si esaurisce prima di rimanere senza succo e rompersi. Tuttavia, una squadra di astronomi che pattuglia un filamento tra due ammassi di galassie che si scontrano lentamente ha scoperto un flusso di elettroni che non rispetta queste regole del traffico. Nel filamento gassoso tra gli ammassi di galassie Abell 0399 e Abell 0401, i ricercatori hanno rilevato un vasto ponte di emissioni di onde radio, creato da particelle cariche che sfrecciano lungo una strada lunga 10 milioni di anni luce per molto più lungo di quanto dovrebbe essere fisicamente possibile.
La fonte di questa violazione del traffico cosmico, secondo un nuovo studio pubblicato sulla rivista Science il 7 giugno, potrebbe essere un debole ma turbolento campo magnetico che si estende da un ammasso di galassie a quello successivo, fornendo un misterioso acceleratore di particelle che colpisce gli elettroni 10 volte più lontano di sono normalmente in grado di viaggiare.
Secondo l'autore principale dello studio Federica Govoni, ricercatrice presso l'Istituto Nazionale di Astrofisica, questa è la prima volta che un campo magnetico è stato osservato mentre scorre attraverso un filamento galattico e potrebbe richiedere un ripensamento su come le particelle vengono accelerate su distanze incredibilmente lunghe .
"È un campo magnetico molto debole, circa 1 milione di volte rispetto a quello terrestre", ha detto Govoni in un video che accompagna lo studio. Tuttavia, lei e i suoi colleghi hanno scritto nel documento, che potrebbe essere ancora abbastanza forte da emettere onde d'urto in grado di accelerare le particelle in rapido movimento su lunghezze incredibili mentre rallentano, creando efficacemente una superstrada elettronica.
Un ponte tra giganti
Situati a circa 1 miliardo di anni luce dalla Terra, Abell 0399 e Abell 0401 sono ammassi di galassie vicine: gruppi di centinaia o migliaia di galassie raggruppate tutte gravitazionalmente, che rappresentano alcuni degli oggetti più massicci dell'universo. Tra qualche miliardo di anni, i due grandi cluster probabilmente si scontreranno; per ora, sono distanti circa 10 milioni di anni luce e collegati dalla succitata autostrada del plasma.
In uno studio precedente, Govoni e i suoi colleghi hanno scoperto che i due cluster stavano creando un campo magnetico irto di onde radio. Nel loro nuovo lavoro, i ricercatori volevano scoprire se quel campo si stava estendendo nello spazio oltre i confini dei due enormi oggetti - e, in particolare, se poteva cavalcare il vasto filamento di plasma tra di loro.
Utilizzando una rete di telescopi chiamata array a bassa frequenza (LOFAR), i ricercatori hanno visto una lunga "cresta" di emissioni radio che collegava chiaramente un cluster all'altro.
"Questa emissione richiede una popolazione di elettroni relativistici e un campo magnetico situato in un filamento tra i due ammassi di galassie", hanno scritto gli autori nello studio. Poiché non c'erano altre evidenti fonti radio tra i cluster, il team ha concluso che la cresta era molto probabilmente un'estensione dei campi magnetici e delle interazioni ad alta velocità delle particelle all'interno dei cluster.
Dopo aver eseguito alcune simulazioni al computer, il team ha scoperto che anche un campo magnetico relativamente debole (come questo) potrebbe creare onde d'urto abbastanza forti da accelerare gli elettroni ad alta velocità che hanno rallentato e farli sfrecciare lungo la lunghezza del filamento. Tuttavia, questa è solo una possibile spiegazione per un fenomeno che, secondo i ricercatori, è ancora un mistero piuttosto grande. Fortunatamente, gli scienziati hanno ancora qualche miliardo di anni per risolverlo.
