La galassia Markarian 231, il quasar più vicino alla Terra, visto dal telescopio spaziale Hubble. La galassia è il prodotto di una fusione tra due galassie. Gli astronomi hanno scoperto le firme delle molecole ionizzate OH+ e H2O+ nel loro massiccio deflusso e sostengono che i raggi cosmici indotti dagli shock sono responsabili della loro ionizzazione. Credito:NASA, ESA, l'Hubble Heritage Team STScI/AURA-ESA/Hubble Collaboration, e A. Evans Università della Virginia, Charlottesville/NRAO/Stony Brook University
C'è un processo in atto nella maggior parte delle galassie che influenza sia la massa centrale del buco nero che la struttura della velocità globale e la luminosità della galassia. Gli astronomi sospettano che sia coinvolto un qualche tipo di feedback, e un meccanismo popolare è il deflusso di gas. Il deflusso eliminerebbe una galassia della materia prima necessaria sia per creare nuove stelle che per aumentare la massa del buco nero.
La prima prova di deflussi molecolari fu scoperta da un satellite a infrarossi circa vent'anni fa:la molecola OH mostrava movimenti di deflusso di migliaia di chilometri al secondo nelle sue righe di emissione del lontano infrarosso. L'Herschel Space Observatory ha recentemente seguito questi rilevamenti in grande dettaglio, scoprendo che in alcuni casi estremi potenti deflussi trasportano oltre mille masse solari all'anno e hanno la potenza di cento miliardi di soli - una piccola percentuale dell'energia luminosa totale della galassia.
CfA astronomi Eduardo Gonzalez-Alfonso, Matt Ashby, e Howard Smith hanno ora scoperto che la molecola ionizzata OH+ traccia il gas caldo in questi deflussi e anche (probabilmente) dal toroide di materiale che si pensa possa circondare il buco nero. Gli scienziati hanno guidato un team che ha ridotto e modellato tre righe del lontano infrarosso di OH+ e una delle molecole di acqua ionizzata H2O+ nella galassia Markarian 231. Le righe confermano gran parte della diagnostica delle analisi dei gas molecolari neutri; il risultato più curioso, però, era l'enorme abbondanza del materiale ionizzato, quasi il 10% del gas neutro.
Gli scienziati non sono in grado di spiegare la presenza di così tanto materiale ionizzato né con caldo, stelle che emettono raggi ultravioletti o con raggi X:richiede diecimila volte l'eccitazione che è presente nella galassia della Via Lattea. Sostengono invece che i raggi cosmici siano responsabili, eccitato da ripetute accelerazioni nei fronti d'urto dovuti alla formazione stellare o processi simili. Un'ulteriore implicazione è che forti shock devono essere attivi nella galassia e dovrebbero essere responsabili di altri fenomeni osservabili come il riscaldamento di altri gas.
