Il centro galattico catturato dal radiotelescopio MeerKAT in Sudafrica. Nel caos assoluto del centro galattico della Via Lattea, abbiamo appena scoperto un nuovo tipo di struttura turbolenta. Osservando la Zona Molecolare Centrale (CMZ) che circonda il buco nero supermassiccio galattico, gli astronomi hanno identificato lunghi e sottili filamenti di gas, vicino a flussi di materiale. Filamenti sono stati identificati intorno al centro galattico in precedenza, ma questi nuovi sono diversi da qualsiasi altro filamento mai visto.
Dopo perplessità e analisi, un team di astronomi guidato da Kai Yang dell’Università Jiao Tong di Shanghai ha determinato che rappresentano un meccanismo mai visto prima per la dispersione del gas attraverso la CMZ – una sorta di tornado cosmico. “Quando abbiamo controllato le immagini ALMA che mostrano i flussi, abbiamo notato questi lunghi e stretti filamenti spazialmente distanti da qualsiasi regione di formazione stellare,” dice Yang. “A differenza di qualsiasi oggetto che conosciamo, questi filamenti ci hanno davvero sorpreso.”
La CMZ è una regione di nubi ricche di polvere e gas molecolare che si agitano intorno al nucleo galattico. Misura fino a 2.000 anni luce di diametro ed è densa. Contiene quasi l’80 percento di tutto il gas denso nella galassia e circa il 5 percento di tutto il gas molecolare della galassia. Come puoi immaginare, tutto questo materiale densamente impacchettato crea un ambiente piuttosto selvaggio, con nubi che si scontrano nello spazio a velocità fino a 100 chilometri al secondo. Fronti di shock e turbolenze sono comuni. Le nubi si formano, si rompono e si riformano in un ciclo infinito.
Non è chiaro cosa guidi questo processo, ma la CMZ è piuttosto difficile da studiare. Poiché le nubi al suo interno sono così dense, può essere un po’ complicato scrutare nel loro mezzo. Yang e colleghi hanno utilizzato il potente Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Cile per cercare di fare luce sui processi dinamici in gioco nella CMZ. Stavano cercando specificamente tracce di monossido di silicio, un gas la cui presenza è particolarmente utile per tracciare e delineare gli shock. Non si aspettavano però ciò che hanno trovato: filamenti molto lunghi e stretti tracciati in monossido di silicio su una scala più fine rispetto ad altri filamenti trovati nella CMZ.
Il team di ricerca ha chiamato queste strutture “filamenti sottili” e ha iniziato ad analizzarli in maggiore dettaglio. Oltre al monossido di silicio, i filamenti sottili contengono molecole organiche complesse come ciclopropenilidene, formaldeide, cianoacetilene, metanolo, acido isocianico, monossido di zolfo e acetonitrile. Inoltre, le loro distribuzioni di velocità sono incoerenti con le misurazioni di altri tipi di filamenti e sono dominate dalla pressione turbolenta. Questo suggerisce che le strutture potrebbero essere un po’ come tornado o diavoli di polvere, e svolgere un ruolo simile.
“La nostra ricerca contribuisce al paesaggio affascinante del Centro Galattico scoprendo questi filamenti sottili come una parte importante della circolazione del materiale,” dice l’astronomo Xing Lu dell’Osservatorio Astronomico di Shanghai in Cina. “Possiamo immaginarli come tornado spaziali: sono flussi violenti di gas, si dissipano rapidamente e distribuiscono materiali nell’ambiente in modo efficiente.”
Sebbene non sia chiaro come si formino i filamenti sottili, i ricercatori credono che gli shock giochino un ruolo nella loro genesi. Gli shock generati dalle collisioni nella CMZ potrebbero dare origine a filamenti di turbolenza che riscaldano molecole complesse nella loro fase gassosa e le rilasciano nel mezzo interstellare. Mentre si raffreddano, queste molecole ritornano a essere polvere, rifornendo la CMZ e ridistribuendo il suo materiale. Se i filamenti sono abbondanti in tutta la CMZ come i ricercatori li hanno trovati nel loro campione di osservazione, spiegherebbero una gran parte del tasso di riciclaggio della regione.
“Ipotizziamo che questi filamenti sottili rappresentino una classe distinta dai filamenti di gas denso tipicamente osservati nelle nubi molecolari vicine, e potrebbero derivare da interazioni tra shock e nubi molecolari,” scrivono i ricercatori nel loro articolo. “La loro eventuale dissipazione entro 10.000 anni potrebbe arricchire il monossido di silicio e diverse molecole organiche complesse nel mezzo interstellare, portando così all’emissione diffusa osservata di monossido di silicio e molecole organiche complesse nella CMZ.”
La ricerca è stata pubblicata su Astronomy & Astrophysics.