Gli astronomi che utilizzano il Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) della National Science Foundation hanno scoperto nuovi dettagli che li stanno aiutando a decifrare il mistero di come si formano le gigantesche strutture che emettono radio al centro di un ammasso di galassie.

Gli scienziati hanno studiato un ammasso di migliaia di galassie a più di 250 milioni di anni luce dalla Terra, chiamato Ammasso di Perseo dalla costellazione in cui appare. Incastonato nel centro, l'ammasso di Perseus ospita un pool di particelle superveloci che emettono onde radio, creando una struttura radio nota come "mini-alone". Mini-alone sono stati trovati in circa 30 ammassi di galassie, ma l'alone nell'ammasso di Perseo è il più grande conosciuto, circa 1,3 milioni di anni luce di diametro, o 10 volte la dimensione della nostra Via Lattea.

Le dimensioni dei mini-alone hanno presentato un enigma agli astronomi. Quando le particelle si allontanano dal centro dell'ammasso, dovrebbero rallentare e smettere di emettere onde radio molto prima di raggiungere le distanze osservate, secondo la teoria.

"A grandi distanze dalla galassia centrale, non ci aspettiamo di poter vedere questi aloni, " disse Marie-Lou Gendron-Marsolais, dell'Università di Montreal. "Però, li vediamo e vogliamo sapere perché, " lei ha aggiunto.

Gli astronomi hanno sfruttato le capacità potenziate del VLA per creare nuove immagini dell'ammasso di Perseus che erano sia più sensibili alle emissioni radio più deboli che fornivano una risoluzione più elevata rispetto alle precedenti osservazioni radio.

"Le nuove immagini VLA hanno fornito una visione senza precedenti del mini-alone rivelando una moltitudine di nuove strutture al suo interno, " ha detto Julie Hlavacek-Larrondo, anche dell'Università di Montreal. "Queste strutture ci dicono che l'origine dell'emissione radio non è così semplice come pensavamo, " lei disse.

I nuovi dettagli indicano che l'emissione radio dell'alone è causata da meccanismi complessi che variano in tutto l'ammasso. Come teorizzato in precedenza, alcune emissioni radio sono causate dalla riaccelerazione delle particelle quando piccoli gruppi di galassie si scontrano con l'ammasso e danno alle particelle una spinta gravitazionale. Inoltre, però, gli scienziati ora pensano che l'emissione radio sia causata anche dai potenti getti di particelle generati dal buco nero supermassiccio al centro della galassia centrale che danno un "calcio" di energia in più alle particelle.

"Questo aiuterebbe a spiegare la ricca varietà di strutture complesse che vediamo, " disse Gendron-Marsolais.

"Le immagini di alta qualità che il VLA aggiornato può produrre saranno la chiave per aiutarci a ottenere nuove intuizioni su questi mini-alone nella nostra ricerca per capire la loro origine, " Ha detto Hlavacek-Larrondo. Il VLA, costruito negli anni '70, è stato dotato di un'elettronica completamente nuova per portarlo allo stato dell'arte tecnologico da un progetto decennale completato nel 2012.