LOFAR scopre i segreti della Galassia Vortice

La famosa Galassia Vortice (M51) è uno degli oggetti più affascinanti del cielo notturno, a circa 30 milioni di anni luce dalla Terra, anche perché è una delle galassie più brillanti, tanto da poter essere osservata anche con un binocolo se il cielo è terso. Di recente è stata osservata dal LOFAR (Low Frequency Array), la rete di radiotelescopi più grande del mondo, con un’area di raccolta di oltre 60 mila metri quadrati a 120 MHz. Grazie a questo network di ben 25mila antenne radio raggruppate in stazioni e collegate fra loro tramite fibre ottiche, un team di scienziati ha ottenuto l’immagine migliore di una galassia al di sotto di 1 GHz.

Il LOFAR lavora con le  basse frequenze radio, fra 10 e 200 MHz, e la galassia Whirlpool è stata studiata nel range 115-175 MHz, poco al di sopra le normali frequenze radio FM (88-108 MHz). Si tratta dei primi importanti risultati di questo tipo ottenuti osservando una galassia così “vicina” alla nostra. Il LOFAR è un progetto tutto europeo, con 38 stazioni situate in Olanda, 5 in Germania e 1 stazione in Francia, Regno Unito e Svezia, ed è uno strumento potentissimo nelle mani degli scienziati. È considerato il precursore dello Square Kilometre Array (SKA), che, quando verrà ultimato (fra una decina di anni), diventerà il più potente network di radiotelescopi al mondo caratterizzato da un 1 km quadrato di area di raccolta (tra Sudafrica e Australia), un grande campo di vista e un’estensione di alcune migliaia di km.

Le stazioni LOFAR in Europa. Crediti: ASTRON, The Netherlands

Lo studio condotto con le antenne olandesi da David Mulcahy, dell’University of Astronomy di Southampton, ha messo in evidenza che ci sono delle componenti cruciali delle galassie che non vengono rilevate dai telescopi ottici: gli elettroni dei raggi cosmici e i campi magnetici, che svolgono un ruolo importante nella stabilità ed evoluzione delle galassie. Grazie all’alta sensibilità di LOFAR, il gruppo di ricercatori ha rilevato queste componenti nei bracci a spirale e hanno notato che si estendono anche nel disco di M51, a 40mila anni luce di distanza dal centro della galassia (molto più lontano di quanto fosse mai stato tracciato prima).

Il primo autore dello studio, pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics, ha spiegato: “Le onde radio a bassa frequenza sono importanti in quanto contengono informazioni sugli elettroni a energie relativamente basse, che sono in grado di propagarsi più lontano dai loro luoghi di origine nei bracci a spirale di formazione stellare. Questi elettroni sono importanti anche perché aiutano gli esperti a rilevare i campi magnetici nelle parti esterne di galassie. Abbiamo bisogno di sapere qual è la intensità si questi campi magnetici”, ha aggiunto. “Questa bella immagine illustra i fantastici progressi che si possono ottenere con le basse frequenze di LOFAR”, ha detto la co-autrice Anna Scaife. “Svelare i misteri di campi magnetici è fondamentale per capire come funziona il nostro Universo. Per troppo tempo, molte delle grandi domande sui campi magnetici non hanno avuto risposta. Questa nuova era della radioastronomia è molto emozionante”.

I nuovi strumenti come LOFAR e SKA sono fondamentali per gli scienziati: per molti decenni la radioastronomia è stata in grado di esplorare le basse frequenze solo al di sotto di 300 MHz, perché la ionosfera attorno alla Terra agisce come una barriera per le onde radio a bassa frequenza. Le uniche osservazioni erano di scarsa risoluzione. “Si apre una nuova finestra nell’Universo in cui non sappiamoche galassie troveremo”, afferma Rainer Beck dal Max Planck Institute, che ha supervisionato il progetto di dottorato. “Forse vedremo come le galassie sono magneticamente collegate allo spazio intergalattico. Si tratta di un esperimento chiave in preparazione per lo Square Kilometre Array, che dovrebbe dirci come si sono generati i campi magnetici cosmici”, ha concluso. Insomma, il futuro della ricerca sui campi magnetici nello spazio è affidato alla radioastronomia.

Per saperne di più:

• Leggi qui l’articolo pubblicato su Astronomy & Astrophysics: “The nature of the low-frequency emission of M51: First observations of a nearby galaxy with LOFAR”, di D.D.Mulcahy et al
• Clicca QUI per visitare il sito italiano di SKA
• Clicca QUI per andare al sito di LOFAR

Fonte: Media INAF | Scritto da Eleonora Ferroni