Un team internazionale di scienziati ha scoperto un'enorme ondata di gas caldo che si fa strada attraverso l'ammasso di galassie di Perseus. L'onda è una versione gigante di quella che viene chiamata un'onda Kelvin-Helmholtz. Vengono creati quando due fluidi si intersecano a velocità diverse: ad esempio, quando il vento soffia sull'acqua.
In questo caso, l'onda è stata causata da un piccolo ammasso di galassie che sfiora l'ammasso di Perseo e scatena una catena di eventi che durano miliardi di anni. I risultati appaiono in un articolo nel numero di giugno 2017 della rivista Monthly Avvisi della Royal Astronomical Society.
"L'ondata che abbiamo identificato è associata al flyby di un cluster più piccolo, il che dimostra che l'attività di fusione che ha prodotto queste strutture giganti è ancora in corso." - Stephen Walker, Goddard Space Flight Center della NASA.
"Perseus è uno dei più vicini ammassi nelle vicinanze e il più brillante dei raggi X, quindi i dati di Chandra ci forniscono dettagli ineguagliabili", ha detto lo scienziato capo Stephen Walker presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland. "L'ondata che abbiamo identificato è associata al flyby di un cluster più piccolo, il che dimostra che l'attività di fusione che ha prodotto queste strutture giganti è ancora in corso."
L'ammasso di galassie Perseus, noto anche come Abell 426, dista 240 milioni di anni luce ed è largo circa 11 milioni di anni luce. È uno degli oggetti più enormi che conosciamo e prende il nome dalla costellazione di Perseo, che appare nella stessa parte del cielo.
I cluster di galassie sono i più grandi oggetti legati alla gravità dell'Universo. La maggior parte della materia osservabile negli ammassi di galassie è il gas. Ma il gas è molto caldo - decine di milioni di gradi caldi - il che significa che emette raggi X.
Le osservazioni a raggi X di Perseo hanno rivelato diverse caratteristiche e strutture nella struttura del gas del cluster. Alcune sono caratteristiche simili a bolle causate dal buco nero super massiccio (SMBH) in NGC 1275, la galassia centrale del cluster di Perseus. Un'altra di queste caratteristiche è conosciuta come "la baia". La baia è una caratteristica concava che non potrebbe essere stata formata da SMBH.
La baia è un enigma perché non produce emissioni, che ci si aspetterebbe da qualcosa formato da un SMBH. Inoltre, la baia non è conforme ai modelli di come il gas dovrebbe comportarsi in questa situazione.
Lo scienziato principale dietro lo studio è Stephen Walker presso il Goddard Space Flight Center della NASA. Walker si rivolse all'osservatorio a raggi X di Chandra per aiutare a risolvere questo enigma. Le immagini Chandra esistenti del cluster Perseus sono state filtrate per evidenziare i bordi delle strutture e rendere più visibili tutti i dettagli sottili.
Queste immagini filtrate ed elaborate sono state quindi confrontate con simulazioni al computer di fusione di ammassi di galassie. John ZuHone, un astrofisico del Centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian, ha creato un catalogo online di queste simulazioni.
"Le fusioni di cluster Galaxy rappresentano l'ultima fase della formazione della struttura nel cosmo." -John ZuHone, centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian.
“Le fusioni di cluster Galaxy rappresentano l'ultima fase della formazione della struttura nel cosmo. Le simulazioni idrodinamiche dei cluster di fusione ci consentono di produrre funzionalità nel gas caldo e ottimizzare i parametri fisici, come il campo magnetico. Quindi possiamo tentare di abbinare le caratteristiche dettagliate delle strutture che osserviamo ai raggi X. ” -John ZuHone, centro di astrofisica di Harvard-Smithsonian.
Una delle simulazioni corrispondeva a ciò che gli astronomi stavano vedendo in Perseo. In esso, un grande ammasso come Perseo si era sistemato in due regioni: una regione di gas più fredda intorno ai 30 milioni di gradi Celsius e una regione di gas più calda a quasi 100 milioni di gradi Celsius. In questo modello, un ammasso più piccolo di Perseo, ma circa mille volte più massiccio della Via Lattea passa vicino a Perseo, perdendo il suo centro di circa 650.000 anni luce.
Ciò è accaduto circa 2,5 miliardi di anni fa e ha dato il via a una catena di eventi che si stanno ancora svolgendo.
La mancata perdita causò un disturbo gravitazionale che creò una spirale in espansione del gas più freddo. Un'enorme ondata di gas si è formata sul bordo della spirale di gas più freddo, dove si interseca con il gas più caldo. Questa è l'onda Kelvin-Helmholtz vista nelle immagini.
"Pensiamo che la caratteristica della baia che vediamo in Perseo sia parte di un'onda Kelvin-Helmholtz, forse la più grande mai identificata, che si è formata più o meno allo stesso modo degli spettacoli di simulazione", ha detto Walker. "Abbiamo anche identificato caratteristiche simili in altri due ammassi di galassie, Centaurus e Abell 1795."
Lo studio ha fornito un altro vantaggio oltre a individuare un'onda incredibilmente enorme. Ha permesso al team di misurare le proprietà magnetiche del cluster Perseus. I ricercatori hanno scoperto che la forza del campo magnetico nel cluster ha influenzato la dimensione dell'onda di gas. Se il campo è troppo forte, le onde non si formano affatto e se il campo magnetico è troppo debole, le onde sarebbero ancora più grandi.
Secondo il team, non esiste altro modo noto per misurare il campo magnetico.
Fonte: gli scienziati trovano l'onda gigante rotolare attraverso il cluster di galassie Perseus
