Traffico congestionato e manovre pericolose anche a oltre 700 milioni di anni luce dalla Terra: è quanto sta avvenendo nel gigantesco cluster galattico Abell 2256, che si sta formando da un ‘maxi-tamponamento’ tra almeno tre ammassi di galassie.

I ‘lavori in corso’ non sono sfuggiti agli sguardi elettronici di un nutrito team di investigatori spaziali e di terra: gli osservatori a raggi X Chandra della Nasa e Xmm-Newton dell’Esa e i radio telescopi Gmrt (Giant Metrewave Radio Telescope), Lofar (Low Frequency Array) e Vla (Karl Jansky Very Large Array).

Le osservazioni hanno coinvolto un ampio gruppo di lavoro, comprendente anche ricercatori dell’Università di Bologna e di alcune strutture dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (Istituto di Radioastronomia di Bologna, Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica di Milano e Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio di Bologna). I risultati dell’indagine i sono stati illustrati in due articoli, pubblicati su The Astrophysical Journal e su Astronomy & Astrophysics; è imminente un terzo paper dedicato a ulteriori approfondimenti.

Collisioni e fusioni come quella che sta ‘vivacizzando’ Abell 2256 sono il processo principale che plasma i cluster galattici e li porta a essere i ‘pesi massimi’ osservabili oggi; questi colossi, inoltre, si comportano come giganteschi acceleratori di particelleAbell 2256 è ritratto nella foto in alto: si tratta di un’immagine composita che unisce i dati nei raggi X di Chandra e Xmm-Newton (in blu) con quelli radio dei telescopi di terra sopra citati (in rosso). In giallo chiaro e in bianco, invece, troviamo i dati nell’ottico e nell’infrarosso tratti dalla mappatura PanStarrs. È stata realizzata anche una versione dell’immagine con l’indicazione dei dettagli (in basso).

Colossi come Abell 2256 contengono migliaia di galassie e vaste riserve di gas estremamente caldo; solo Chandra e Xmm-Newton hanno gli strumenti necessari per osservare questo gas, che raggiunge temperature di milioni di gradi e proviene da due degli ammassi coinvolti nella fusione. Le emissioni radio rilevate nel sistema di Abell 2256 hanno origini diverse: in primis, le galassie stesse, in cui i segnali radio sono generati da particelle che esplodono in getti dai buchi neri super-massicci situati al loro centro. Questi getti si protendono nello spazio in linee dritte e strette (lettere ‘C’ e ‘I’) oppure, se interagiscono con il gas circostante, creano forme complesse (lettere ‘A’, ‘B’ e ‘F’).

Un’altra fonte di emissioni radio è costituita dalle ampie strutture costituite da filamenti e situate in particolare a nord delle galassie che le producono (designate come ‘Relic’); queste entità si sono probabilmente generate quando le collisioni hanno creato delle onde d’urto, accelerando le particelle nel gas lungo un’estensione di oltre 2 milioni di anni luce. La terza fonte di emissioni, infine, è un alone situato al centro dell’area in cui è avvenuta la collisione; l’alone si sovrappone alle emissioni nei raggi X ed è più tenue delle strutture filamentarie. Secondo gli astronomi, che hanno utilizzato un modello informatico per studiare questa entità, l’alone potrebbe essere stato prodotto da una nuova accelerazione delle particelle; questo fenomeno sarebbe dovuto ai cambiamenti nella temperatura e nella densità dei gas durante il processo di collisione. Il modello utilizzato, tuttavia, non è riuscito a spiegare tutte le peculiarità dei dati radio che necessitano ulteriori approfondimenti.

In alto: il cluster Abell 2256 – in basso: versione annotata della stessa foto (Crediti: raggi X, Chandra: Nasa/Cxc/Università di Bologna/K. Rajpurohit et al.; Xmm-Newton: Esa/Xmm-Newton/Università di Bologna/K. Rajpurohit et al. Radio: Lofar: Lofar/Astron; Gmrt: Ncra/Tifr/Gmrt; Vla: Nsf/Nrao/Vla; Optical/Ir: Pan-Starrs)