Grazie a nuove tecniche sofisticate e strutture all'avanguardia, l'astronomia è entrata in una nuova era in cui è finalmente possibile accedere alla profondità del cielo. Gli ingredienti della nostra casa cosmica, la Via Lattea (stelle, gas, campi magnetici), possono finalmente essere mappati in 3D.
Lo spazio tra le stelle è sporco. È pieno di piccoli granelli di polvere, la maggior parte dei quali hanno dimensioni simili al fumo di una sigaretta. I grani non sono sferici e di conseguenza il loro asse lungo tende ad allinearsi con eventuali campi magnetici galattici locali. Questi granelli di polvere emettono anche un bagliore polarizzato alle stesse frequenze dello sfondo cosmico a microonde, le "ceneri" del Big Bang, contaminando così la nostra visione dei primi momenti della vita dell'universo.
Assorbono anche parte della luce stellare che li attraversa, proprio come farebbe un filtro polaroid, imprimendo informazioni sui campi magnetici in cui vivono sulla polarizzazione della luce emergente. La polarizzazione è una proprietà dei raggi luminosi che indica una direzione caratteristica che hanno, sempre perpendicolare alla direzione in cui la luce si propaga nello spazio.
I campi magnetici sono estremamente importanti per l'evoluzione della nostra galassia, regolando la formazione di nuove stelle, modellando le strutture galattiche e trasformando i flussi di gas in acceleratori cosmici più potenti del CERN.
La polarizzazione della luce stellare è quindi la chiave:contiene le informazioni sugli importantissimi campi magnetici della galassia, ed è il "panno antipolvere" che può aiutarci a pulire la nostra visione dell'universo primordiale, se solo potessimo osservare abbastanza di esso, e studiarlo in profondità, per estrarre tutte le informazioni che contiene.
Questo è esattamente lo scopo dell'indagine PASIPHAE, una collaborazione internazionale tra l'Istituto di Astrofisica di FORTH (IA-FORTH) e l'Università di Creta in Grecia, IUCAA in India, l'Osservatorio Astronomico sudafricano, il California Institute of Technology in Stati Uniti e l’Università di Oslo in Norvegia. PASIPHAE mira a misurare la polarizzazione di milioni di stelle su vaste parti del cielo. E ora possiamo dare un primo assaggio delle capacità di questo progetto ambizioso.
Un team di ricercatori, guidato dal Dr. Vincent Pelgrims (ex studioso post-dottorato PASIPHAE presso IA-FORTH e ora ricercatore Marie Curie presso l'Istituto interuniversitario per le alte energie presso ULB in Belgio) ha dimostrato la potenza dei dati e della ricostruzione PASIPHAE utilizzando le osservazioni effettuate con il suo strumento precursore, il polarimetro RoboPol, operativo presso l'Osservatorio Skinakas in Grecia negli ultimi 10 anni.
Gli scienziati hanno misurato la polarizzazione di oltre 1.500 stelle in una parte del cielo quasi 15 volte l'area della luna piena, combinandoli con le distanze misurate per ciascuna stella dal satellite Gaia dell'ESA e con un sofisticato algoritmo che hanno sviluppato e mappato con risoluzione senza precedenti i campi magnetici in quella direzione del cielo.
"Questa è la prima volta che un volume così grande del campo magnetico galattico è stato ricostruito in tre dimensioni con una risoluzione così precisa", afferma il dottor Pelgrims. "Abbiamo trovato diverse nubi di polvere in questa regione della galassia, e siamo stati in grado di determinare per la prima volta le loro distanze - fino a migliaia di anni luce - così come le loro proprietà polarimetriche, rivelando il campo magnetico che permea quelle nubi."
Il team sta pubblicando questa prima mappa tomografica ad alta risoluzione del campo magnetico galattico su una regione sostanziale del cielo, che presenta oggi (23 aprile) sulla rivista Astronomy &Astrophysics .
"Ciò rappresenta un grande risultato verso una mappatura tridimensionale della Via Lattea e del suo campo magnetico", afferma il Prof. Vasiliki Pavlidou dell'Università di Creta e facoltà affiliata di IA-FORTH e coautore della pubblicazione. "La struttura del campo magnetico galattico non è attualmente ben vincolata.
"Ciò ostacola il progresso in diversi campi di ricerca come lo studio dei raggi cosmici ad altissima energia. Il potenziale di tale mappatura 3D di portare a scoperte rivoluzionarie in tutti i domini collegati al campo magnetico galattico è significativo."
"Nel nostro articolo, abbiamo solo scalfito la superficie delle possibilità che ci attendono", afferma il Prof. Konstantinos Tassis, anch'egli dell'Università di Creta e facoltà affiliata di IA-FORTH, coautore della pubblicazione e ricercatore principale dello studio. Progetto PASIPHAE.
"Immaginate una mappa del genere, ma per la maggior parte del cielo. Questo atlante 3D del campo magnetico della galassia diventerà realtà nei prossimi anni con l'aiuto degli strumenti dedicati WALOP che inizieranno a mappare la polarizzazione delle stelle nel cielo quest'anno."
Ulteriori informazioni: V. Pelgrims et al, La mappa tomografica basata sulla polarizzazione della luce stellare su scala di primo grado del mezzo interstellare magnetizzato, Astronomia e astrofisica (2024). DOI:10.1051/0004-6361/202349015
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