Si estendono fino a 150 anni luce di lunghezza, si trovano in coppie e gruppi, spesso impilati equidistanti, fianco a fianco come le corde di un'arpa.
Furono osservati per la prima volta a lunghezze d'onda radio all'inizio degli anni '80 del secolo scorso, con il Farhad Yusef-Zadeh della Northwestern University e membro del Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA). Ora, una nuova dettagliata immagine ha mostrato che ce ne sono almeno 10 volte di più e potrebbe aiutare gli astronomi a svelare il mistero di vecchia data.
Lo studio, guidato da Yusef-Zadeh, professore di fisica e astronomia al Weinberg College of Arts and Sciences della Northwestern e membro del Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA), è stato pubblicato su The Astrophysical Journal Letters.
Quanto lavoro dietro un'immagine
Per costruire l'immagine con una chiarezza e un dettaglio senza precedenti, gli astronomi hanno trascorso tre anni osservando il cielo e analizzando i dati presso il South African Radio Astronomy Observatory (SARAO). Passando 200 ore sul telescopio MeerKAT di SARAO, i ricercatori hanno messo insieme un mosaico di 20 osservazioni separate di diverse sezioni del cielo puntando verso il centro della Via Lattea, a 25.000 anni luce dalla Terra.
Insieme ai filamenti, l'immagine, che sembra un fotogramma tratto dal film, "Arrival", formato ideogrammi utilizzati da eptapodi alieni per comunicare, ha catturato le emissioni radio di numerosi fenomeni, tra cui brillamenti stellari, vivai stellari e nuovi resti di supernova ed è stata rilasciata con un altro articolo sul The Astrophysical Journal,, guidato dall'astrofisico dell'Università di Oxford Ian Heywood e co-autore di Yusef-Zadeh, Ian Heywood.
"Abbiamo studiato a lungo i singoli filamenti con una visione miope", ha affermato Yusef-Zadeh, l'autore principale dello studio. "Ora, finalmente vediamo il quadro generale: una vista panoramica piena di un'abbondanza di filamenti. Il solo esame di alcuni filamenti rende difficile trarre una conclusione reale su cosa siano e da dove provengano. Questo è uno spartiacque per la comprensione di queste strutture".
Per visualizzare i dettagli su una scala più fine, il team di Yusef-Zadeh ha utilizzato una tecnica per rimuovere lo sfondo dall'immagine principale al fine di isolare i filamenti dalle strutture circostanti. L'immagine risultante è sbalorditiva.
"Ho passato molto tempo a guardare questa immagine durante il processo di lavorazione e non mi stanco mai", ha commentato Heywood. "Quando mostro questa immagine a persone che potrebbero essere nuove alla radioastronomia, o comunque non hanno familiarità con essa, cerco sempre di sottolineare che l'imaging radiofonico non è sempre stato così".
Il piano galattico scorre orizzontale su questa immagine. Sono evidenti molte caratteristiche radio nuove e precedentemente note, inclusi i resti di supernova, le regioni compatte di formazione stellare e la vasta popolazione di misteriosi filamenti radio. L'ampia caratteristica che scorre verticalmente attraverso l'immagine è la parte interna delle bolle radio (precedentemente scoperte), che si estendono per 1400 anni luce attraverso il centro della Galassia. I colori indicano un'emissione radio brillante, mentre l'emissione più debole è mostrata in scala di grigi.
Crediti: I. Heywood, SARAO.
Un puzzle ancora da completare
È probabile che i filamenti siano correlati all'attività passata del buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea piuttosto che a esplosioni coordinate di supernove, dicono i ricercatori. Ma potrebbero anche avere a che fare con le enormi bolle radio-emittenti, che Yusef-Zadeh e collaboratori hanno scoperto nel 2019. Queste si estendono per centinaia di anni luce a forma di clessidra e potrebbero essere il risultato di un'esplosione fenomenale di energia eruttata vicino buco nero supermassiccio associato alla sorgente di onde radio Sagittarius A* (Sgr A*).
Tuttavia, Yusef-Zadeh è particolarmente perplesso da come appaiono strutturati i filamenti che, all'interno degli ammassi, sono separati l'uno dall'altro a distanze perfettamente uguali, circa la distanza della Terra dal Sole.
"Non sappiamo ancora perché formano gruppi, non capiamo come si separano e non sappiamo come si formano queste spaziature regolari. Ogni volta che rispondiamo a una domanda, sorgono molte altre domande".
Inoltre, il team non sa ancora se i filamenti si muovono o cambiano nel tempo o cosa sta causando l'accelerazione degli elettroni a velocità così incredibili.
"Come si accelerano gli elettroni vicino alla velocità della luce?", si chiedono gli autori. "Un'idea è che ci siano alcune fonti alla fine di questi filamenti che stanno accelerando queste particelle".
Yusef-Zadeh e il suo team stanno attualmente identificando e catalogando ogni filamento. L'angolo, la curva, il campo magnetico, lo spettro e l'intensità di ciascun filamento saranno pubblicati in uno studio futuro.
"Siamo certamente un passo più vicini a una comprensione più completa", ha detto Yusef-Zadeh. "Ma la scienza è una serie di progressi su diversi livelli. Speriamo di andare fino in fondo ma sono necessarie più osservazioni e analisi teoriche. Una piena comprensione di oggetti complessi richiede tempo".
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