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Non-Equilibrium Processes in Galaxy Clusters

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Ammassi di galassie non in equilibrio

Si ritiene che gli ammassi di galassie siano i più grandi oggetti legati gravitazionalmente nell’Universo. Alcuni astrofisici finanziati dall’UE aumentano il patrimonio delle osservazioni disponibili per confermare il ruolo dei processi dinamici nella loro evoluzione.

Tecnologie industriali

Negli ammassi di galassie la gravità lega insieme centinaia di migliaia di galassie in gruppi talmente grandi che il tessuto dello spazio-tempo ne viene distorto. Allo stato attuale delle conoscenze questi enormi oggetti astrofisici impiegano miliardi di anni per formarsi e crescere accumulando massa dal circostante mezzo intracluster (ICM). Si ritiene che il gas aggregato si riscaldi e rallenti con onde d’urto su larga scala attorno agli ammassi. Gli astrofisici finanziati dall’UE ha identificato il segno distintivo di una simile onda attorno a uno dei più ricchi ammassi a noi vicini, ovvero l’ammasso della Chioma che si trova a una distanza di circa 100 megaparsec dalla Terra. Nell’ambito del progetto NEPAL (Non-equilibrium processes in galaxy clusters), gli astrofisici hanno scoperto i suoi distintivi raggi gamma mediante osservazioni effettuate dal sistema di telescopi VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System). Questo strumento di rilevamento a lungo atteso fornisce una nuova sonda cosmologica di ICM. A differenza del gas aggregato proveniente dall’ICM, ci si aspetta che il gas al centro degli ammassi galattici si raffreddi nel tempo, formando un flusso di gas abbastanza freddo da condensarsi e formare nuove stelle. Il team NEPAL è riuscito a identificare immagini a raggi X ad alta risoluzione del fronte freddo all’interno del nucleo e a volte anche al suo esterno. In particolare, un flusso di scorrimento al di sotto dei fronti freddi può produrre i campi magnetici necessari per renderlo stabile rispetto alle instabilità di Kelvin-Helmholtz. Tali campi magnetici causati da un flusso di scorrimento sono stati riprodotti in passato in simulazioni al computer. La loro esistenza era tuttavia rimasta non confermata. Le scoperte di NEPAL gettano nuova luce sul nucleo freddo degli ammassi galattici dove si trovano le vecchie galassie e al cui interno nascono solo alcune nuove stelle. I successivi studi con osservazioni a differenti lunghezze d’onda hanno consentito di ottenere un panorama più completo della materia intergalattica. Tuttavia tutti i risultati del progetto NEPAL confermano l’importanza dei processi dinamici nell’evoluzione degli ammassi di galassie. In particolare, i flussi di spirale estesi sono intimamente connessi alla struttura di base dei cluster. È ancora in corso un lavoro di ricerca volto a sviluppare un modello autocoerente dei nuclei freddi basato su nuovi strumenti analitici e numerici.

Parole chiave

Ammassi di galassie, mezzo intracluster, onde d’urto, NEPAL, instabilità di Kelvin-Helmoholtz, simulazioni al computer

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