Un’Enorme, Misteriosa Nube Cosmica
L’ammasso di galassie MACS J0416.1–2403. Credit: NASA, ESA and the HST Frontier Fields team (STScI).
Gli astronomi hanno individuato un’enorme, brillante e remota bolla gassosa, senza nessuna evidente fonte di energia per la luce che emette. Catalogata come vasta nebulosa Lyman-alfa (enormous Lyman-alpha nebula, ELAN), è uno dei più luminosi e più brillanti fra questi rarissimi oggetti di cui si conoscono pochi esemplari.
Le ELAN prendono il nome dal tipo di radiazione che emettono (chiamata Lyman-alfa, prodotta dall’idrogeno nel campo ultravioletto quando un elettrone passa da un livello eccitato di energia a quello fondamentale) e sono enormi bolle di gas che si estendono tra le galassie nel mezzo intergalattico. Si ritiene che siano parte di una rete di filamenti che connettono le galassie in una vasta rete cosmica. Oggetti di questo tipo vengono probabilmente illuminati dall’intensa radiazione di quasar, ma non è chiaro cosa provochi il fatto che l’idrogeno gassoso nella nube emetta radiazione Lyman-alpha.
La nube si trova ad una distanza di 10 miliardi di anni luce nel mezzo di una regione che vanta una concentrazione straordinariamente alta di galassie. I ricercatori hanno individuato questo massiccio protoammasso di galassie grazie a un progetto di survey guidato da Zheng Cai dell’University of California, Santa Cruz.
“La nostra survey non stava cercando nebulose. Stiamo cercando gli ambienti più densi nel giovane Universo, grandi città in cui risiedono molte galassie”, ha detto Cai. “Abbiamo trovato questa enorme nebulosa nel mezzo di un protoammasso, vicino alla zona di maggiore densità”. Lo studio è stato pubblicato su Astrophysical Journal. La survey si chiama Mapping the Most Massive Overdensities Through Hydrogen (MAMMOTH), e la nube appena scoperta è stata chiamata MAMMOTH-1. MAMMOTH-1 è un fenomeno terribilmente energetico, ma privo di una fonte di energia evidente e visibile.
Ugualmente impressionante è l’enorme protoammasso in cui risiede la nube. I protoammassi sono i precursori degli ammassi di galassie, costituiti da centinaia di migliaia di galassie legate insieme dalla gravità. Poiché i protoammassi sono diffusi su un’area più vasta del cielo, sono molto più difficili da individuare rispetto agli ammassi di galassie.
Il protoammasso che ospita la nebulosa MAMMOTH-1 è massiccio, con una densità insolitamente elevata di galassie in un’area di circa 50 milioni di anni luce di estensione. Poiché è così lontano, dieci miliardi di anni luce, gli astronomi in effetti stanno guardando indietro nel tempo per osservare come era l’ammasso dieci miliardi di anni fa, durante l’epoca di picco della formazione galattica. Questo protoammasso oggi potrebbe essere un ammasso di galassie già maturo, esteso solo un milione di anni luce secondo Prochaska.
Questa immagine in falsi colori dell’ELAN MAMMOTH-1 indica forma e luminosità superficiale della nebulosa. Le frecce rosse mostrano la sua estensione spaziale. (Image credit: Figure 2 of Cai et al., Astrophysical Journal)
Sembra che la nebulosa MAMMOTH-1 presenti una struttura filamentosa che si allinea con la distribuzione delle galassie nella struttura a vasta scala del protoammasso, rafforzando l’idea che le ELAN siano porzioni illuminate della rete cosmica. Il team ha preso in considerazione diversi possibili meccanismi che potrebbero alimentare l’emissione Lyman-alpha della nube.
Le spiegazioni più probabili includono radiazione o deflussi da un nucleo galattico attivo ma fortemente oscurato da polvere cosicché può essere osservata solo una debole sorgente associata con la nebulosa. Questa ipotesi implica la presenza di un buco nero supermassiccio che sta avidamente divorando materia nel centro di una galassia.
L’intensa radiazione proveniente da un nucleo galattico attivo può ionizzare il gas circostante e questo può essere il meccanismo all’opera in MAMMOTH-1. Un altro possibile meccanismo potrebbe coinvolgere l’onda d’urto dovuta a un potente deflusso di gas proveniente dal nucleo galattico attivo.
I ricercatori hanno descritto diverse prove a dimostrazione dell’esistenza di un AGN che fornisce energia alla nube, incluse le dinamiche del gas e le emissioni di altri elementi oltre l’idrogeno, in particolare elio e carbonio. Anche se nulla è visibile nelle immagini ottiche, Prochaska ritiene che sia presente un quasar, estremamente luminoso ma così oscurato da polveri che la sua luce ci è nascosta.
[ Barbara Bubbi ]
Lascia un commento