Circa 3,5 milioni di anni fa, il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, la Via Lattea, ha scatenato un'enorme esplosione di energia. I nostri antenati primitivi, già in cammino sulle pianure africane, probabilmente avrebbe assistito a questo bagliore come un bagliore spettrale alto in alto nella costellazione del Sagittario. Potrebbe aver resistito per 1 milione di anni.

Ora, eoni dopo, gli astronomi stanno usando le capacità uniche del telescopio spaziale Hubble della NASA per scoprire ancora più indizi su questa esplosione catastrofica. Guardando all'estrema periferia della nostra galassia, hanno scoperto che il proiettore del buco nero è arrivato così lontano nello spazio da illuminare un vasto treno di gas che trascinava le due importanti galassie satellite della Via Lattea:la Grande Nube di Magellano (LMC), e il suo compagno, la Piccola Nube di Magellano (SMC).

L'esplosione del buco nero è stata probabilmente causata da una grande nube di idrogeno fino a 100, 000 volte la massa del Sole che cade sul disco di materiale che vortica vicino al buco nero centrale. L'esplosione risultante ha inviato coni di vesciche radiazioni ultraviolette sopra e sotto il piano della galassia e in profondità nello spazio.

Il cono di radiazioni che è esploso dal polo sud della Via Lattea ha illuminato un'enorme struttura di gas simile a un nastro chiamata Magellanic Stream. Il flash illuminò una parte del ruscello, ionizzando il suo idrogeno (abbastanza da produrre 100 milioni di Soli) spogliando gli atomi dei loro elettroni.

"Il lampo era così potente che ha illuminato il ruscello come un albero di Natale:è stato un evento catastrofico!" ha affermato il ricercatore principale Andrew Fox dello Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimora, Maryland. "Questo ci mostra che diverse regioni della galassia sono collegate:ciò che accade nel centro galattico fa la differenza rispetto a ciò che accade nel Magellanic Stream. Stiamo imparando come il buco nero influisce sulla galassia e sul suo ambiente".

Il team di Fox ha utilizzato le capacità ultraviolette di Hubble per sondare il flusso utilizzando quasar di fondo, i nuclei luminosi di distanti, galassie attive, come sorgenti luminose. Lo spettrografo Cosmic Origins di Hubble può vedere le impronte digitali degli atomi ionizzati nella luce ultravioletta dei quasar. Gli astronomi hanno studiato la visuale di 21 quasar molto indietro rispetto al Magellanic Stream e 10 dietro un'altra caratteristica chiamata Leading Arm, un "braccio" gassoso sbrindellato e tagliuzzato che precede LMC e SMC nella loro orbita attorno alla Via Lattea.

"Quando la luce del quasar passa attraverso il gas che ci interessa, parte della luce a lunghezze d'onda specifiche viene assorbita dagli atomi nella nuvola, " ha detto Elaine Frazer di STScI, che ha analizzato le linee di vista e scoperto nuove tendenze nei dati. "Quando osserviamo lo spettro della luce del quasar a lunghezze d'onda specifiche, vediamo prove di assorbimento della luce che non vedremmo se la luce non fosse passata attraverso la nuvola. Da questa, possiamo trarre conclusioni sul gas stesso".

Il team ha trovato prove che gli ioni erano stati creati nel Magellanic Stream da un lampo energetico. Lo scoppio fu così potente che illuminò il ruscello, anche se questa struttura è di circa 200, 000 anni luce dal centro galattico.

A differenza del flusso di Magellano, il Leading Arm non ha mostrato segni di essere stato illuminato dal bagliore. Questo ha senso, perché il Braccio Guida non si trova proprio sotto il polo galattico sud, quindi non è stato inondato dalle radiazioni dell'esplosione.

Lo stesso evento che ha causato il brillamento di radiazioni ha anche "ruttato" il plasma caldo che ora torreggia circa 30, 000 anni luce sopra e sotto il piano della nostra galassia. Queste bolle invisibili, pesando l'equivalente di milioni di Soli, sono chiamate le Bolle di Fermi. Il loro energico bagliore di raggi gamma è stato scoperto nel 2010 dal Fermi Gamma-ray Space Telescope della NASA. Nel 2015, Fox ha utilizzato la spettroscopia ultravioletta di Hubble per misurare la velocità di espansione e la composizione dei lobi rigonfianti.

Ora la sua squadra è riuscita ad estendere la portata di Hubble oltre le bolle. "Abbiamo sempre pensato che le Bolle di Fermi e il Flusso di Magellano fossero separati e non collegati tra loro e facessero le proprie cose in diverse parti dell'alone della galassia, " ha detto Fox. "Ora vediamo che lo stesso potente lampo dal buco nero centrale della nostra galassia ha svolto un ruolo importante in entrambi".

Questa ricerca è stata possibile solo grazie alla capacità ultravioletta unica di Hubble. A causa degli effetti di filtraggio dell'atmosfera terrestre, la luce ultravioletta non può essere studiata da terra. "È una regione molto ricca dello spettro elettromagnetico:ci sono molte caratteristiche che possono essere misurate nell'ultravioletto, " ha spiegato Fox. "Se lavori nell'ottica e nell'infrarosso, non puoi vederli. Ecco perché dobbiamo andare nello spazio per farlo. Per questo tipo di lavoro, Hubble è l'unico gioco in città".

Le scoperte, da pubblicare in Giornale Astrofisico , sarà presentato durante una conferenza stampa il 2 giugno al 236° meeting dell'American Astronomical Society, che si svolgerà virtualmente quest'anno.