Un team internazionale di astrofisici che utilizza il Large Millimeter Telescope (LMT) nel Messico centrale ha rilevato un inaspettato e potente deflusso di gas molecolare in una lontana galassia attiva simile alla Via Lattea. La galassia è a 800 milioni di anni luce dalla Terra. I risultati sono pubblicati nell'attuale edizione di Lettere per riviste astrofisiche .

Il team di ricerca include Min S. Yun, un professore di astronomia all'Università del Massachusetts Amherst, e colleghi dell'Instituto Nacional de Astrofísica del Messico, ptica y Electrónica (INAOE), l'Università Nazionale Autonoma del Messico (UNAM) e le istituzioni in Italia, Belgio, Finlandia, Paesi Bassi, Germania e Spagna.

Yun dice che il LMT, che è gestito congiuntamente da UMass Amherst e INAOE, è particolarmente adatto per rilevare un debole, linea ampia come questo risultato osservativo ed è progettato specificamente per questo tipo di esperimento. "Capire con quale frequenza il buco nero supermassiccio centrale distrugga la sua galassia ospite attraverso un processo di feedback energetico ancora sconosciuto è una delle più importanti domande senza risposta nello studio dell'evoluzione delle galassie oggi, e la LMT con i suoi 50 metri di superficie appena completata, dovrebbe fornire maggiori informazioni nelle prossime stagioni di osservazione, " lui dice

Anna Lia Longinotti dell'INAOE, che ha condotto la ricerca, dice "La novità di questo risultato è che stiamo vedendo un feedback in una galassia in cui questo fenomeno non è previsto. Le altre due galassie in cui è stato osservato sono più ricche di polvere e gas, considerando che questa galassia è di tipo a spirale, quindi più simile alla Via Lattea. Questa scoperta apre la strada per esplorare la possibilità che il feedback dei nuclei galattici attivi (AGN) possa essere prodotto anche da oggetti meno luminosi con caratteristiche diverse".

Circa due anni fa, grazie ai dati a raggi X ottenuti dal satellite dell'Agenzia Spaziale Europea XMM-Newton, la presenza di deflussi ultraveloci di ionizzato, gas caldo a velocità sub-relativistica è stato riportato in questo stesso oggetto, denominato IRAS17020+4544. Si pensa che questi venti abbiano origine nel disco di accrescimento situato intorno al buco nero supermassiccio che alimenta i nuclei galattici attivi luminosi (quasar). L'attività di questo tipo di galassia è legata all'energia rilasciata dai processi di accrescimento che avvengono in prossimità del buco nero. Pur ospitando un nucleo attivo, questa galassia è notevolmente meno luminosa rispetto ai quasar.

I dati ottenuti con lo spettrografo LMT Redshift Search Receiver (RSR), sviluppato a UMass Amherst, rivelano che tali flussi ultraveloci di raggi X coesistono con il deflusso molecolare di gas freddo e denso che emette in frequenze millimetriche, secondo un articolo recentemente pubblicato sulla rivista Lettere per riviste astrofisiche .

Longinotti spiega che il gas rilevato dall'LMT si trova all'interno della stessa galassia ospite a grande distanza, 2, 000 a 20, 000 anni luce dal buco nero centrale, mentre il vento veloce dei raggi X si trova molto più vicino al buco nero nel cuore del nucleo attivo.

Ha evidenziato che tra i meriti scientifici nel perseguire le osservazioni del gas molecolare AGN, uno è quello di corroborare l'esistenza di una connessione tra i venti veloci del disco di accrescimento e i deflussi su larga scala di gas molecolare. "In questa galassia abbiamo già avuto prove di un vento in grado di produrre feedback alla galassia ospite. I processi di feedback possono essere il risultato di una grande espulsione di massa ed energia che ha l'effetto di spazzare la galassia e spogliare il gas con cui si formano le stelle Il gas trascinato dal deflusso viaggia verso l'esterno e la galassia rimane senza "cibo primario" per formare nuove stelle. l'effetto del feedback è che la galassia diventa inefficiente nel formare stelle e diventa una galassia passiva, " lei dice.

Il vento del disco di accrescimento osservato alla luce dei raggi X viene lanciato con una certa quantità di energia e forza. "Le nostre misurazioni sembrano indicare che il deflusso molecolare conserva questa energia iniziale mentre spazza la galassia, quindi vediamo questa connessione, e sembra indicare che il comportamento del buco nero, che è responsabile del lancio del vento del disco, ha un profondo effetto sul gas distribuito su scala molto più ampia all'interno della galassia ospite. In conclusione, questa connessione regola l'attività di formazione stellare e l'evoluzione delle galassie.

Longinotti afferma che questo fenomeno non era previsto in oggetti che non siano quasar o galassie ultraluminose all'infrarosso, entrambi caratterizzati dall'avere una grande quantità di gas molecolare. "Sapevamo che le caratteristiche tecniche della LMT consentono abitualmente l'osservazione del gas molecolare nelle galassie, ma in questo particolare potevamo determinare la presenza del deflusso molecolare, e misurare la sua velocità. Sebbene non siano così alti come quelli trovati per il vento a raggi X, la velocità di deflusso molecolare è compresa tra 700 e 1000 km/s, quindi ben in eccesso rispetto al gas freddo tipicamente osservato in co-rotazione in diverse galassie".

Olga Vega dell'INAOE che ha anche partecipato al progetto, ha evidenziato che l'LMT è attualmente il miglior telescopio a piatto unico per svolgere questo tipo di ricerca. Lei dice, ad oggi, la connessione di questi venti è stata rilevata solo in tre oggetti, e gli altri due sono 10 volte più luminosi di questo. Vega dice ora che l'LMT sta operando con 50 metri di diametro e che è in corso l'installazione di nuova strumentazione, è un osservatorio ideale per cercare e rilevare questi flussi in uscita in altre galassie. "Se l'obiettivo è quello di eseguire uno studio più approfondito, è necessario passare all'interferometria poiché questa tecnica consente dimensioni, distribuzione spaziale e geometria dei deflussi molecolari da rivelare. Ciò nonostante, l'LMT avrà un ruolo fondamentale per scoprire nuovi deflussi molecolari e quindi, per svelare la natura del feedback cosmico e il suo ruolo nell'evoluzione delle galassie".

Longinotti afferma che questa particolare galassia sarà oggetto di ulteriori studi a più lunghezze d'onda, rendendo per la prima volta una campagna così ampia e completa per far progredire la comprensione del fenomeno del deflusso.