Poche settimane dopo che il Chandra X-ray Observatory della NASA ha iniziato le operazioni nel 1999, il telescopio puntava su Centaurus A (Cen A, in breve). Questa galassia, ad una distanza di circa 12 milioni di anni luce dalla Terra, contiene un gigantesco getto che esplode lontano da un buco nero supermassiccio centrale.
Da allora, Chandra ha restituito la sua attenzione a questa galassia, ogni volta raccogliendo più dati. E, come una vecchia foto di famiglia che è stata restaurata digitalmente, nuove tecniche di elaborazione stanno fornendo agli astronomi un nuovo sguardo a questo vecchio amico galattico.
Questa nuova immagine del Cen A contiene dati provenienti da osservazioni, equivalenti a oltre nove giorni e mezzo di tempo, effettuate tra il 1999 e il 2012. In questa immagine, i raggi X a bassa energia rilevati da Chandra sono in rosso, mentre i raggi X a media energia sono verdi e quelli a più alta energia sono blu.
Come in tutte le immagini di Chandra di Cen A, questa mostra lo spettacolare getto di materiale in uscita – visto puntare dal centro verso l’alto a sinistra – che viene generato dal gigantesco buco nero al centro della galassia. Questa nuova istantanea ad alta energia del Cen A evidenzia anche una corsia di polvere che avvolge la vita della galassia. Gli astronomi pensano che questa caratteristica sia un residuo di una collisione che Cen A ha sperimentato con una galassia più piccola milioni di anni fa.
I dati ospitati nel vasto archivio di Chandra sul Cen A forniscono una ricca risorsa per una vasta gamma di indagini scientifiche. Ad esempio, i ricercatori hanno pubblicato risultati nel 2013 sulle sorgenti puntiformi di raggi X nel Cen A. La maggior parte di queste fonti sono sistemi in cui un oggetto compatto-un buco nero o una stella di neutroni-sta tirando gas da una stella compagna orbitante. Questi oggetti compatti si formano dal collasso di stelle massicce, con buchi neri derivanti da stelle più pesanti rispetto alle stelle di neutroni.
I risultati suggerivano che quasi tutti gli oggetti compatti avevano masse che cadevano in due categorie: meno del doppio di quella del Sole, o più di cinque volte più massicce del Sole. Questi due gruppi corrispondono a stelle di neutroni e buchi neri.
Questo divario di massa potrebbe dirci il modo in cui le stelle massicce esplodono. Gli scienziati si aspettano un limite superiore alle stelle di neutroni più massicce, fino al doppio della massa del Sole. Ciò che è sconcertante è che i buchi neri più piccoli sembrano pesare circa cinque volte la massa del Sole. Si osserva che le stelle hanno una gamma continua di masse, e quindi in termini di peso della loro progenie ci aspetteremmo che i buchi neri continuino dove le stelle di neutroni si sono interrotte.
Sebbene questo divario di massa tra stelle di neutroni e buchi neri sia stato visto nella nostra galassia, la Via Lattea, questo nuovo risultato Cen A fornisce i primi indizi che il divario si verifica in galassie più lontane. Se risulta essere onnipresente, potrebbe significare che in alcune esplosioni di supernova è necessario un tipo speciale e rapido di collasso stellare.
I risultati qui descritti sono stati pubblicati nel numero di aprile 1st, 2013 di The Astrophysical Journal e sono disponibili online. Mark Burke ha guidato il lavoro quando era all’Università di Birmingham nel Regno Unito e ora è all’Institut de Recherche en Astrophysique et Planetologie di Tolosa, in Francia. Il Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Ala., gestisce il programma Chandra per la Direzione della Missione scientifica della NASA a Washington. Lo Smithsonian Astrophysical Observatory di Cambridge, Mass., controlla la scienza di Chandra e le operazioni di volo.
