Gli astronomi hanno scoperto un pugno uno-due cosmico diverso da qualsiasi altro mai visto prima. Due dei fenomeni più potenti dell'Universo, un buco nero supermassiccio, e la collisione di ammassi di galassie giganti, si sono combinati per creare uno stupendo acceleratore di particelle cosmiche.

Combinando i dati dell'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA, il Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) in India, Karl G. Jansky Very Large Array della NSF, e altri telescopi, i ricercatori hanno scoperto cosa succede quando la materia espulsa da un gigantesco buco nero viene travolta dalla fusione di due enormi ammassi di galassie.

"Abbiamo visto ciascuno di questi fenomeni spettacolari separatamente in molti luoghi, " ha affermato Reinout van Weeren dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) di Cambridge, Messa., che ha condotto lo studio che compare nel numero inaugurale della rivista Astronomia della natura . "Questa è la prima volta, però, che li abbiamo visti chiaramente collegati tra loro nello stesso sistema."

Questo doppio smacco cosmico si trova in una coppia di ammassi di galassie in collisione chiamati Abell 3411 e Abell 3412 situati a circa due miliardi di anni luce dalla Terra. I due ammassi sono entrambi molto massicci, ciascuno pesa circa un quadrilione, o un milione di miliardi, di volte la massa del Sole.

L'aspetto a forma di cometa dei raggi X rilevati da Chandra è prodotto dal gas caldo di un ammasso che solca il gas caldo dell'altro ammasso. Dati ottici dall'Osservatorio Keck e dal telescopio giapponese Subaru, entrambi su Mauna Kea, Hawaii, rilevato le galassie in ogni ammasso.

Primo, almeno uno che gira, buco nero supermassiccio in uno degli ammassi di galassie ha prodotto una rotazione, imbuto magnetico ben avvolto. I potenti campi elettromagnetici associati a questa struttura hanno accelerato parte del gas in ingresso lontano dalle vicinanze del buco nero sotto forma di energia, getto ad alta velocità.

Quindi, queste particelle accelerate nel getto sono state accelerate di nuovo quando hanno incontrato colossali onde d'urto - versioni cosmiche di boom sonici generati da aerei supersonici - prodotte dalla collisione delle enormi nubi di gas associate agli ammassi di galassie.

"È quasi come lanciare un razzo nell'orbita terrestre bassa e poi essere sparato fuori dal Sistema Solare da una seconda esplosione di razzi, ", ha affermato il coautore Felipe Andrade-Santos, anche del CfA. "Queste particelle sono tra le particelle più energetiche osservate nell'Universo, grazie alla doppia iniezione di energia."

Questa scoperta risolve un mistero di vecchia data nella ricerca sugli ammassi di galassie sull'origine di bellissimi vortici di emissioni radio che si estendono per milioni di anni luce, rilevato in Abell 3411 e Abell 3412 con il GMRT.

Il team ha determinato che mentre le onde d'urto viaggiano attraverso l'ammasso per centinaia di milioni di anni, le particelle doppiamente accelerate producono giganteschi vortici di emissione radio.

"Questo risultato mostra che una straordinaria combinazione di eventi potenti genera queste fabbriche di accelerazione di particelle, che sono i più grandi e potenti dell'Universo, ", ha affermato il coautore William Dawson del Lawrence Livermore National Lab di Livermore, California. "È un po' poetico che ci sia voluta una combinazione dei più grandi osservatori del mondo per capirlo".

Questi risultati sono stati presentati al 229° meeting dell'American Astronomical Society a Grapevine, TX. Il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Alabama, gestisce il programma Chandra per la direzione della missione scientifica della NASA a Washington. L'Osservatorio Astrofisico Smithsonian di Cambridge, Massachusetts, controlla la scienza e le operazioni di volo di Chandra.