Le bolle della Via Lattea

Il telescopio spaziale Fermi della NASA ha svelato una struttura ancora sconosciuta al centro della Via Lattea. E non è cosa da poco con i suoi 50000 anni luce di lunghezza!

Quello che si è visto ha dell’incredibile, soprattutto perché del tutto inaspettato. Due “bolle” gigantesche che emettono raggi gamma sono situate in entrambi i lati della nostra galassia e si estendono ciascuna per 25000 anni luce. La struttura copre circa metà del cielo visibile, dalla costellazione della Vergine fino a quella della Gru e potrebbe essere vecchia di milioni di anni.

Non è facile dire cos’è. Per ora solo ipotesi. Innanzitutto, teniamo presente che i raggi gamma sono le emissioni più energetiche che esistono in Natura. Tuttavia, le due bolle non si erano mai viste prima a causa di una specie di “nebbia” gamma che pervade tutto lo Spazio. E’ stato necessario eliminare questo velo con modelli molto accurati per poter scorgere cosa stavano nascondendo. La nuova struttura è più energetica di tutte le altre sorgenti più o meno diffuse e sembra caratterizzata da bordi ben definiti. Ciò fa pensare che sia stata creata durante un emissione rapida di raggi gamma.

Al momento, l’ipotesi più plausibile farebbe pensare a due getti di particelle innescati da materiale in caduta libera verso il buco nero centrale supermassiccio. Oggi non si nota nessuna attività del genere nel cuore della Via Lattea, ma potrebbe esserci stata nel passato. Alternativamente, le bolle potrebbero essere nate durante la formazione di molti ammassi stellari nel centro della galassia molti milioni di anni fa. La nascita stellare causa, infatti, fenomeni simili anche su scala gigantesca, come si è notato in altre galassie. Ulteriori ricerche hanno mostrato che in corrispondenza delle bolle sembra esistere anche un eccesso di segnali radio e di raggi X.

Uno schema della nostra galassia con le due gigantesche bolle

Uno schema della nostra galassia con le due gigantesche bolle, individuate dal telescopio spaziale Fermi.

Per ottenere il risultato schematizzato nella figura precedente, si sono dovuti effettuare diversi procedimenti di “pulitura” e di “contrasto”. Prima, i dati sono stati “smussati” per eliminare le sorgenti più piccole di due gradi. Poi si è effettuato un primo aumento di contrasto. In seguito, si sono oscurate le sorgenti più luminose come le pulsar e le galassie lontane. Quindi è stato applicato il modello che ha eliminato la “nebbia” gamma. Infine si è nuovamente aumentato il contrato. Le varie fasi e il risultato finale si vedono chiaramente nel filmato che segue. (Fonte: NASA/DOE/Fermi LAT/D. Finkbeiner et al.)

Restiamo in attesa di novità.

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32 Commenti

  1. enzo data la loro energia sono pericolose per la vita sulla terra vero?
    ho visto un documentario che affermava che se un raggio gamma investisse la Terra sarebbero guai seri per gli esseri viventi qui sulla Terra, però poi rassicurava sul fatto che gli spazi sono immensi e bisogna avere solo sfortuna perchè il raggio colpisca proprio la terra.(calcolo delle probabilità quindi)
    della serie è pericoloso ma tranquilli 😐

    quindi chi va dalle parti delle bolle, dato l’eccessivo apporto di raggi x,si può fare le lastre a raggi x gratis senza aspettare inoltre che ti paghino :mrgreen:

  2. scusate la fretta di scrivere :mrgreen:
    ho scritto una scemenza
    volevo dire: gratis senza aspettare che ti chiamino :mrgreen:

  3. Che cos’è la nebbia gamma? immagino debba essere una tenue e diffusa radiazione gamma…
    Bolle gigantesche che emettono radiazioni gamma nella nostra galassia… nebbia gamma…
    Non è che stiamo incominciando a “vedere” la materia e l’energia oscura?

  4. Non è che il tutto è stato un po’ troppo elaborato?
    Quanta affidabilità può avere un’elaborazione spinta come questa?
    Quanti errori possono essere introdotti nell’elaborazione?
    Sembra quasi un’applicazione di numerologia…

  5. Antonio,
    interessante la tua idea!!!…..Se cosi fosse si aprirebbero nuovi scenari.

    Peppe,
    i raggi gamma, colpiscono la terra in continuazione.Vengono pero’ fermati dall’atmosfera per la gran parte.E’ per questo che gli studi su di essi sono iniziati solo dopo l’avvento dei satelliti che potevano studiarli al di fuori dell’atmosfera.
    I primi studi sono iniziati, invece, studiando i brillamenti solari.
    I raggi gamma, sono infatti rappresentati dal vento solare, che e’ pericoloso al di fuori della magnetosfera terrestre, quindi per i viaggi nello spazio.
    L’uomo, li utilizza in sanita’, per la sterilizzazione degli apparecchi medicali, in quanto sono fortemente batteriocidi…..quindi ovviamente pericolosi per l’uomo…..ma fino a quando avremo l’atmosfera….saremo al sicuro!!!

  6. potrebbe essere una quasar? So che dovrebbero essere oggetti primordiali e quindi lontanissimi nel tempo e nello spazio ma….

  7. @Enzo
    Scusami Enzo, potresti darmi una mano ad “immaginare” la situazione?
    Le bolle sarebbero formate da materiale estremamente sollecitato nelle due “bolle” tanto da poter produrre raggi x e gamma, oppure questi raggi x e gamma provengono direttamente dal nucleo della via lattea?

  8. Non so se ho capito bene “l’ipotesi più plausibile”. Si deve intendere come il residuo (che so, magari a forma di bolla) che rimane all’estremità di una pistola quando un proiettile lascia la canna? e siccome il tempo e lo spazio sono enormi ci vogliono milioni di anni prima che si diradi o scompaia completamente?

  9. Mi aspetto che da ora si cerchi questo fenomeno anche nelle altre galassie.

    L’astronomia non finirà mai di stupirci con le sue scoperte!

  10. @tutti,
    direi che Daniele ha detto il vero, sempre che l’ipotesi del buco nero attivo in passato sia verificata. sappiamo infatti benissimo che in molte galassie vi sono getti del genere quando la materia cade all’interno dei buchi neri centrali. Il nostro è, al momento, tranquilloo e quindi le bolle potrebbero essere residui di tempi più violenti. Niente di stranissimo, in realtà, e nemmeno legato alla materia oscura o cose del genere. L’ipotesi alternativa mi sembra più complicata, anche se sappiamo che getti del genere vengono formati anche nelle mascite stellari. Direi infine di non aver paura… Subiamo tutti i giorni una pioggia di raggi cosmici e la nostra atmosfera dovrebbe lasciarci tranquilli.
    Sicuramente bisogna, infine, fidarsi della elaborazione al computer per eliminare la nebbiolina, frutto di tutte le sorgenti sparse quà e là… Speriamo che non sia stata “spinta” un po’ troppo…

  11. Tante domande: 😀
    Ma a quale velocità si “muovono” i raggi gamma?
    E di conseguenza, il punto più distante di quella bolla quanto “vecchio” potrebbe essere?
    Inoltre, la velocità è costante o varia in base a quello che attraversa? e quindi da questo, sarebbe possibile capire che tipo di materia (o altro…) un raggio gamma abbia attraversato?
    😳

  12. I raggi gamma sono parte delle spettro della luce, per cui sono luce ad altissima energia e viaggiano alla velocità della luce. La luce è costante e non varia mai… al massimo può essere deviata o trasformata… almeno credo… 😯
    per la distanza non saprei dire: se non ricordo male noi distiamo 27000 anni luce del nucleo galattico, e se le bolle sono delle sfere, allora distano da noi 2000 anni luce… almeno credo 😯

  13. @Scevra
    Beh, i raggi gamma sono semplicemente fotoni ad alta energia, per cui viaggiano alla “solita” velocità della luce (300mila km/sec circa).
    Le bolle emettono raggi gamma, ma sono composte di materia (presumibilmente plasma altamente ionizzato), quindi non possono muoversi più velocemente della luce. La dimensione delle bolle, stimata sulla base delle osservazioni, è di circa 25mila anni-luce di diametro, tenendo conto che il Sole è a circa 26mila anni-luce dal centro galattico, la distanza apparente del bordo più esterno della bolla dal Sole è di più di 51mila a.l..
    Stando a Einstein, la velocità della luce nel è costante nel vuoto, ma se la luce attraversa della materia rallenta a seconda del tipo di materia che incontra.
    Il più delle volte, però, la luce attraversando la materia la ionizza, e lo fa in maniera molto specifica e selettiva a seconda del tipo di materia.
    Poi la stessa materia di diseccita e riemette fotoni di luce, ma con lunghezze d’onda diverse da quella iniziale e specifiche, in forma di uno “spettro di emissione”, dal quale si può risalire al tipo di atomi o di molecole che hanno generato la luce emessa.
    Spero di essere stato chiaro….

  14. Ottimo, grazie mille per le delucidazioni.
    Una considerazione. Quindi è possibile sapere cosa ha attraversato un singolo raggio di luce, tramite lo spettro, ed identificare la materia che ci sta in mezzo. Non so, ipotizzo che ci siano dei fotoni che abbiano una lunghezza d’onda di un certo tipo, potrebbe testimoniare il fatto che abbiano attraversato una certa materia, rispetto magari ad altri raggi che hanno seguito una direzione differente. E’ un pensiero corretto?

  15. Io avevo inteso che per “bolle” si intendesse la sola struttura geometrica e che all’interno non ci fosse più nulla. Quello che vediamo adesso, è il residuo di un raggio gamma fuoriusciti dal nucleo galattico, e per l’enorme distanza e tempo che ci separa, è ancora in viaggio. Cioè: mettiamo che 26000 anni fa si è sprigionato un raggio gamma dal nucleo della galassia, se noi eravami li a guardare lo avremmo visto, ma noi arriviamo solo 1000 anni dopo e il raggio non c’è più, e quello che vediamo adesso, è il solo residuo che viaggia nella nostra direzione, e che fra 1000/2000 anni ci investirà.
    Un’altra cosa: un raggio gamma che colpisce la materia, non la brucia (non so che altro termine usare 😯 )?
    In astronomia per capire di che materiale è composto un corpo è possibile utilizzare l’indice di rifrazione a cui accennava Red? O si studia il solo spettro elettromagnetico? Grazie

  16. @Scevra
    Quando un fotone attraversa della materia, non è detto che venga assorbito, il tutto dipende dall’elemento o dalla molecola che viene attraversata.
    In pratica, il fotone viene assorbito solo se ha l’energia che serve a far saltare un’elettrone da un’orbita a una delle altre possibili per quel dato elemento o molecola.
    Se non c’è corrispondenza, non viene assorbito.
    Se invece ha l’energia giusta, l’atomo o la molecola rimangono in uno stato “eccitato” instabile, e prima o poi debbono restituire l’energia in più ricevuta dal fotone, sotto forma di altri fotoni.
    Non è detto però che l’energia assorbita si trasformi di nuovo in un fotone uguale a quello assorbito.
    Nel “diseccitarsi”, gli elettroni possono saltare dall’orbita più alta che hanno raggiunto, a una delle altre che possono esserci prima dell’orbita “naturale” stabile dell’elettrone.
    Ogni salto implica il rilascio di energia sotto forma di fotoni, di lunghezza d’onda corrispondente all’energia rilasciata.
    Alla fine, la materia colpita emette uno “spettro di emissione” che è caratteristico di quel tipo di atomo / molecola.
    Tanto per capirci: se un certo atomo assorbe dei raggi gamma, può per esempio riemettere l’energia sotto forma di fotoni UV, rossi e microonde. Se sommi l’energia dei tre fotoni risultanti, ottieni l’energia del raggio gamma, e i tre fotoni sono un’insieme caratteristico di quell’atomo (che ha te sembrerà rosso, perché è l’unica lunghezza d’onda che puoi vedere)..

  17. @ Daniele
    Per come l’intendo io, le due bolle sono composte di materia (sicuramente plasma) in espansione che emette raggi gamma, segno evidente che un processo altamente energetico (tipo una violenta eruzione di materia dal buco nero che c’è al centro della galassia) ha sparato lontano nello spazio. L’espansione delle bolle ha richiesto milioni di anni per arrivare a una dimensione tale, partendo dal nucleo galattico. E ancora la materia emette raggi gamma…..
    Il raggio gamma non “brucia” la materia, ma essendo molto energetico, porta la materia allo stato di plasma, cioè di elettroni + atomi “nudi”.
    Nel far questo, è ovvio che spezza ogni legame tra atomi.
    Per finire, non credo che in astronomia venga utilizzato un’indice di rifrazione……
    Ma lascio la parola a Enzo, che ne sa più di me….

  18. @ Red
    Per quanto riguarda le bolle, anch’io penso sia meglio aspettare delucidazioni…
    Stavo cercando di capire come funziona la luce e quando hai parlato di velocità che diminuisce quando attraversa la materia mi è sorto un dubbio: è la luce che rallenta (cioè i fotoni) o è il campo eletromagnetico della luce che varia di intensità (aumentando o diminuendo)? Passando attraverso la materia, è lo spettro della luce che varia o varia anche la velocità della luce stessa o entrambe le cose? So che sono stati effetuati degli sperimenti che hanno rallentato e addirittura fermato un raggio di luce, ma in modo “artificiale”.

  19. cari ragazzi,
    a molte cose che avete supposto ho già risposto prima… Il fenomeno dei getti in galassie è piuttosto comune e dipende dalla materia che cade nel buco nero centrale. L’unico fatto strano è che il nostro non è attivo “adesso”, ma sicuramente in passato sì…

  20. @Red
    Wow, molto belli questi argomenti.
    Sto studiando un esame di elettronica e ci ho capito qualcosa in più in questo ultimo commento. OffTopic. Infatti, so che, tra i vari semiconduttori ne esistono alcuni che “interagiscono” maggiormente con i fotoni. Ad esempio il Germanio, durante eventuali scambi di elettroni di valenza, ha maggiore probabilità di rilasciare fotoni rispetto al Silicio. Oppure per il funzionamento delle celle fotovoltaiche, per cui dall’energia dei fotoni si dovrebbe riuscire a far muovere le cariche elettriche, facendoli passare dalla banda di valenza a quella di conduzione (ma non vorrei sbagliarmi) e quindi a creare una corrente. Scusate per l’OT.

    Comunque dalle domande poste volevo cercare di capire se fosse possibile individuare l’eventuale presenza di materia oscura o di energia oscura ipotizzabile nello spazio. Insomma una qualche altra considerazione di questa scoperta. Ma qui mi fermo perchè non ne so niente, se non per aver letto qualche articoletto in giro.

  21. @Red Hanuman: Credo, basandomi anche sulla figura dell’articolo, che ci troviamo ben più vicini alle bolle. Il bordo a noi più vicino dovrebbe aver valore anche minore rispetto alla distanza che ci separa dal centro galattico

  22. @Daniele
    E’ la luce che rallenta la sua velocità nei materiali, e non è una variazione di lunghezza d’onda o frequenza. La luce è stata fermata in un’esperimento del 2003.
    @Scevra
    La materia oscura può essere rilevata, tra l’altro, mediante degli effetti di lente gravitazionale, ove la luce viene deviata dalla gravità come se lo spazio curvato dalla massa costituisse una enorme lente. Stesso discorso può valere per l’energia oscura.
    Solitamente, però, si valutano effetti di lente gravitazionale causati da galassie o ammassi di galassie….
    @ Enzo
    Il mio dubbio, più che sulle bolle, era relativo all’uso di un indice di rifrazione in qualche determinazione astronomica…

  23. @AndreaGG
    Scevra aveva chiesto lumi sulla distanza del bordo più lontano da noi.
    Quello più vicino potrebbe anche essere a 10mila a.l. da noi, o meno….
    E’ difficile dirlo, valutando dalla elaborazione, dipende molto dal modo in cui le bolle si sono effettivamente espanse…

  24. @Red
    Molto interessante. C’è da notare una cosa però, se la rilevazione viene effettuata mediante l’effetto lente gravitazionale, per l’appunto, c’è la necessità di avere una massa gravitazionale particolarmente importante. Nel caso in cui non si abbia a disposizione questa variabile?

    Certo che, come valutazione, 10 mila anni luce non sono poi così tanti. Cioè tra 10’000 anni il pianeta potrebbe venir colpito da questa ondata di raggi gamma di particolare intensità. Immagino che abbia sicuramente un valore più grande dell’attuale “nebbia” di raggi gamma, oppure da quelli prodotti dal sole. Sbaglio?

  25. @Scevra
    La necessità di postulare l’esistenza di una materia mancante, chiamata “materia oscura” (nel senso che non interagisce con la materia ordinaria o con i bosoni se non tramite la gravità) è stata individuata dall’astrofisico svizzero Zwicky (un genio pazzoide, molto particolare e spesso sottovalutato) nel 1931, osservando i moti degli ammassi di galassie della Chioma e della Vergine. Tali moti non erano spiegabili tenendo conto della sola sola materia visibile.
    L’esistenza di una “energia oscura” è emersa dalla constatazione che il nostro universo sta accelerando la sua espansione (Perlmutter 1998), e dallo sviluppo della teoria quantistica operato da Feynman (un mito, sia come scienziato che umanamente) e altri, la quale presuppone una cosiddetta “energia del vuoto”.
    La lente gravitazionale è solo uno dei modi per verificare queste che, per adesso, sono solo ipotesi.
    Per le bolle, forse non ci siamo capiti: la radiazione gamma ci sta già colpendo ADESSO. Altrimenti, come faremmo a rilevarla?
    La bolla emette queste radiazioni, ma la materia che la costituisce è lontana da noi almeno 10mila a.l. . In ogni caso, credo che la bolla sia talmente rarefatta che, anche se ne fossimo colpiti oggi, l’unico effetto che avrebbe sulla Terra è quello di produrre qualche aurora polare in più, magari anche alle nostre latitudini….
    Ma sugli eventuali effetti della bolla, lascio a Enzo la parola…

  26. Certo che delle aurore “equatoriali” sarebbero belle da vedere… forse un po’ meno per i satelliti e la stazione spaziale! :mrgreen:

  27. -Sono degli argomenti molto affascinanti… 🙂 Secondo me è stato fantastico il lavoro per togliere la nebbia gamma ma non del tutto completo! Secondo me c’è ancora della nebbia gamma ed è possibile che queste “bolle” siano proprio dei getti di raggi gamma viste sottoforma di bolle a causa della nebbia gamma.Penso che questo getto di raggi gamma ci sia dall’inizio della vita della nostra galassia ma ora si sta rendendo visibile grazie alla teoria dell’espansione dell’universo.Per quanto riguarda l’antimateria,beh secondo me non si manifesta in questo modo.-
    Questa è solo una mia teoria… non pensiate che sia pazza ma tentare non costa nulla… potrebbe essere una teoria plausibile 😉 So poco e niente di astrofisica o cosmologia e quindi ci provo.D’altronde ho solo 13 anni e come diceva Einstein : “Tutti sanno che una cosa è impossibile da realizzare, finché arriva uno sprovveduto che non lo sa e la inventa.” Proprio come questa teoria! Spero mi rispondiate.Ciao ciao ^_^

  28. @ Elis
    Mah, potrebbe anche essere come dici tu….
    Però l’idea che si ha normalmente bel buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia è che sia attualmente quiescente.
    Prossimamente ci sarà un’esperimento che tenterà di “vederlo” in diretta (non chiedermi come, ho solo letto un’articolo e non me lo ricordo bene….), magari risulterà che hai ragione tu.
    Comunque, continua a fare ipotesi, non si sa mai….
    Ma documentati meglio… L’espansione dell’universo c’entra pochino con questa cosa…
    E non aver mai paura di sbagliare! Sono moltissime le scoperte fatte grazie ad un’errore…. 😉