Gli scienziati del Goddard Space Flight Center della NASA hanno scoperto l'attività dei raggi X che rivela informazioni sull'evoluzione delle galassie. Hanno osservato i raggi X che delineavano la forma di grandi nubi di gas freddo nella galassia a spirale NGC 4945. Questo gas sembra essere esploso dalla galassia dopo che il suo buco nero supermassiccio centrale divenne attivo circa 5 milioni di anni fa.
Situata a circa 13 milioni di anni luce di distanza nella costellazione meridionale del Centauri, NGC 4945 è una galassia attiva.
Le galassie attive contengono centri eccezionalmente luminosi e variabili alimentati da un buco nero supermassiccio. Questo buco nero riscalda il disco circostante di gas e polvere attraverso le forze di gravità e attrito. Man mano che il buco nero consuma il materiale vicino, altera la luce emanata dal disco. Nel caso di NGC 4945, come molte galassie attive, il buco nero e il disco sono circondati da una densa nube di polvere nota come toro, che blocca parzialmente la luce emessa.
I nuclei delle galassie attive, inclusa NGC 4945, possono produrre getti di particelle ad alta velocità e generare venti potenti contenenti gas e polvere.
NGC 4945 è una galassia attiva e una galassia stellare, il che significa che sta formando stelle a un ritmo molto più elevato rispetto alla nostra Via Lattea. Gli scienziati stimano che NGC 4945 produca ogni anno la massa equivalente di 18 stelle come il nostro Sole, circa tre volte la velocità della Via Lattea. La maggior parte di questa formazione stellare avviene al centro della galassia. Gli eventi Starburst durano tipicamente tra 10 e 100 milioni di anni, e terminano quando le materie prime necessarie per creare nuove stelle si esauriscono.
Gli scienziati hanno utilizzato un satellite per osservare NGC 4945 e hanno scoperto nei dati una caratteristica nota come linea del ferro K-alfa. Questa caratteristica appare quando la luce a raggi X altamente energetica proveniente dal disco del buco nero interagisce con il gas freddo in altre parti della galassia. La temperatura di questo gas è di circa 400 gradi Fahrenheit o meno 200 gradi Celsius.
Sebbene il railing sia comune nelle galassie attive, queste osservazioni mettono in discussione le ipotesi precedenti rivelando che si verifica su scale molto più lontane dal buco nero di quanto si pensasse in precedenza.
Gina Kahn, coautrice e ricercatrice post-dottorato presso Goddard, ha dichiarato: “Chandra ha mappato il ferro K-alfa in altre galassie. Questo ci ha aiutato a studiare i singoli individui luminosi del Wide XMM-Newton per vederlo tutto.
L’orientamento inclinato di NGC 4945 dalla nostra vista ha permesso al satellite XMM-Newton di mappare l’estensione della ferrovia lungo e sopra il piano della galassia. Questa mappa si estendeva rispettivamente su 32.000 e 16.000 anni luce, ovvero dieci volte più lontano delle ferrovie precedentemente osservate.
Il team scientifico suggerisce che il gas freddo confermato dalla ferrovia sia i resti di un getto di particelle originato dal buco nero centrale circa 5 milioni di anni fa. Questo getto si sta probabilmente dirigendo verso la galassia, spingendo forti venti che continuano a spingere gas freddo in tutta la galassia. Questi venti potrebbero aver causato l'attuale evento starburst.
Le continue osservazioni di NGC 4945 aiuteranno gli scienziati a scoprire ulteriori modi in cui il buco nero influenza l'evoluzione della galassia. Gli stessi raggi X del disco che evidenziano il gas freddo potrebbero eventualmente disperderlo. Comprendere questo processo potrebbe fornire informazioni su come l’attività attorno a un buco nero influisce sulla galassia e regola la formazione stellare.
Il coautore Edmund Hodges Cloke, astrofisico di Goddard, Egli ha detto, “Ci sono numerose prove che i buchi neri svolgono un ruolo importante in alcune galassie nel determinare la storia della formazione e il destino delle stelle. Studiamo molte galassie, come NGC 4945, perché mentre la fisica è più o meno la stessa del buco nero al buco nero, il loro effetto sulle rispettive galassie varia notevolmente.XMM-Newton ci ha aiutato a scoprire un fossile galattico che non sapevamo di stare cercando, ma è probabilmente il primo di molti.
I risultati sono stati presentati l’11 gennaio al 243esimo incontro dell’American Astronomical Society a New Orleans. L'Astrophysical Journal è ora in fase di revisione. Questo lavoro è stato reso possibile grazie ai dati raccolti dal satellite XMM-Newton dell'Agenzia spaziale europea (ESA) con l'assistenza dell'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA.
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