Gli astronomi hanno appena trovato un mostro assoluto di una galassia. In agguato a circa 3 miliardi di anni luce di distanza, Alcyoneus è una gigantesca radiogalassia che raggiunge 5 megaparsec nello spazio. È lungo 16,3 milioni di anni luce e costituisce la più grande struttura conosciuta di origine galattica.
La scoperta evidenzia la nostra scarsa comprensione di questi colossi e ciò che guida la loro incredibile crescita. Ma potrebbe fornire un percorso per una migliore comprensione, non solo delle radiogalassie giganti, ma del mezzo intergalattico che va alla deriva nei vuoti sbadiglianti dello spazio.
Le radiogalassie giganti sono un altro mistero in un universo pieno di misteri. Sono costituiti da una galassia ospite (che è l'ammasso di stelle in orbita attorno a un nucleo galattico contenente un buco nero supermassiccio), così come getti colossali che eruttano dal centro galattico.
Questi getti, interagendo con il mezzo intergalattico, agiscono come un sincrotrone per accelerare gli elettroni che producono emissioni radio. Siamo abbastanza sicuri di sapere cosa produce i getti: un buco nero supermassiccio attivo al centro galattico. Ci riferiamo a un buco nero come "attivo" quando sta divorando (o "accrescendo") materiale da un gigantesco disco di materiale intorno ad esso.
Non tutto il materiale nel disco di accrescimento che turbina in un buco nero attivo finisce inevitabilmente oltre l'orizzonte degli eventi. Una piccola frazione di esso viene in qualche modo incanalato dalla regione interna del disco di accrescimento ai poli, dove viene fatto esplodere nello spazio sotto forma di getti di plasma ionizzato, a velocità una percentuale significativa della velocità della luce. Questi getti possono percorrere enormi distanze prima di diffondersi in giganteschi lobi a emissione radio.
Questo processo è abbastanza normale. Anche la Via Lattea ha lobi radio. Quello su cui non abbiamo davvero una buona padronanza è perché, in alcune galassie, crescono fino a dimensioni assolutamente gigantesche, su scale megaparsec. Queste sono chiamate radiogalassie giganti e gli esempi più estremi potrebbero essere la chiave per capire cosa guida la loro crescita.
"Se esistono caratteristiche della galassia ospite che sono una causa importante per la crescita della radiogalassia gigante, allora è probabile che gli ospiti delle più grandi radiogalassie giganti le possiedano", spiegano i ricercatori, guidati dall'astronomo Martijn Oei dell'Osservatorio di Leida nei Paesi Bassi, nel loro documento di prestampa, che è stato accettato per la pubblicazione su Astronomy & Astrophysics. "Allo stesso modo, se esistono particolari ambienti su larga scala che sono altamente favorevoli alla crescita di radiogalassie giganti, allora è probabile che le più grandi radiogalassie giganti risiedano in esse".
Il team è andato alla ricerca di questi valori anomali nei dati raccolti dal LOw Frequency ARray (LOFAR) in Europa, una rete interferometrica composta da circa 20.000 antenne radio, distribuite in 52 località in tutta Europa. Hanno rielaborato i dati attraverso una nuova pipeline, rimuovendo le sorgenti radio compatte che potrebbero interferire con i rilevamenti di lobi radio diffusi e correggendo la distorsione ottica.
Le immagini risultanti, dicono, rappresentano la ricerca più sensibile mai condotta per i lobi delle radiogalassie. Quindi, hanno utilizzato il miglior strumento di riconoscimento dei modelli disponibile per localizzare il loro obiettivo: i propri occhi. È così che hanno trovato Alcyoneus, che espelle materiale da una galassia a pochi miliardi di anni luce di distanza.
"Abbiamo scoperto quella che è in proiezione la più grande struttura conosciuta fatta da una singola galassia, una radiogalassia gigante con una lunghezza corretta proiettata [di] 4,99 ± 0,04 megaparsec. La vera lunghezza corretta è almeno ... 5,04 ± 0,05 megaparsec", scrivono. Una volta misurati i lobi, i ricercatori hanno utilizzato lo Sloan Digital Sky Survey per cercare di capire la galassia ospite.
Hanno scoperto che si tratta di una galassia ellittica abbastanza normale, incorporata in un filamento della rete cosmica, che raggiunge circa 240 miliardi di volte la massa del Sole, con un buco nero supermassiccio al suo centro circa 400 milioni di volte la massa del Sole. Entrambi questi parametri sono in realtà nella fascia bassa per le radiogalassie giganti, il che potrebbe fornire alcuni indizi su ciò che guida la crescita dei e lobi radio.
"Al di là della geometria, Alcyoneus e il suo ospite sono sospettosamente ordinari: la densità totale di luminosità a bassa frequenza, la massa stellare e la massa del buco nero supermassiccio sono tutte inferiori, anche se simili, a quelle delle radiogalassie giganti mediali", scrivono i ricercatori. "Pertanto, le galassie molto massicce o i buchi neri centrali non sono necessari per far crescere grandi giganti e, se lo stato osservato è rappresentativo della sorgente nel corso della sua vita, nemmeno l'alta potenza radio è tale".
Potrebbe essere che Alcyoneus sia seduto in una regione dello spazio a densità inferiore alla media, il che potrebbe consentire la sua espansione, o che l'interazione con la rete cosmica abbia un ruolo nella crescita dell'oggetto. Qualunque cosa ci sia dietro, però, i ricercatori ritengono che Alcyoneus stia continuando a crescere ancora più grande, lontano nel buio cosmico.