Nello spazio esistono galassie che sembrano meduse: un corpo luminoso da cui pendono lunghi filamenti di gas, come tentacoli. Gli astronomi le chiamano proprio così, galassie medusa. Nel 2020 uno studio internazionale con una forte partecipazione italiana ha scoperto che i tentacoli di una di queste galassie, chiamata JO206, sono attraversati da campi magnetici sorprendentemente ordinati.
Cos'è una galassia medusa
Le galassie a spirale sono ricche di gas, il materiale da cui nascono le stelle. Quando una di queste galassie cade verso il centro di un ammasso di galassie, attraversa un ambiente pieno di gas caldissimo e rarefatto, a milioni di gradi, che riempie lo spazio tra le galassie dell'ammasso. Muovendosi ad alta velocità, la galassia incontra una resistenza simile a quella che sente una persona in bicicletta controvento.
Questa pressione, chiamata pressione dinamica (in inglese ram pressure), strappa il gas dalla galassia e lo spinge all'indietro, formando lunghe code. Nelle code il gas si comprime e può formare nuove stelle, che brillano di azzurro. Il risultato, visto nelle immagini, ricorda proprio una medusa che nuota con i tentacoli all'indietro.
Il progetto GASP
Le galassie medusa sono state studiate in modo sistematico dal progetto GASP (GAs Stripping Phenomena in galaxies), guidato dall'astronoma Bianca Poggianti dell'INAF di Padova. Usando lo spettrografo MUSE del Very Large Telescope dell'ESO, in Cile, il progetto ha osservato decine di galassie in fase di "spogliazione", ricostruendo il movimento del gas, la formazione di stelle nei tentacoli e l'effetto sulla galassia.
JO206 è uno degli esempi più spettacolari. Si trova a circa 700 milioni di anni luce dalla Terra, in un piccolo ammasso di galassie, ed è una galassia massiccia che sta perdendo rapidamente il suo gas. I suoi tentacoli si estendono per circa 90.000 anni luce, una distanza paragonabile al diametro della Via Lattea.
I tentacoli magnetici
Nel 2020 un gruppo di ricercatori guidato da Ancla Müller, dell'Università della Ruhr di Bochum, con la partecipazione di ricercatori dell'INAF, ha osservato JO206 nelle onde radio con il Very Large Array, negli Stati Uniti. Lo studio, pubblicato sulla rivista Nature Astronomy, ha misurato la radiazione emessa dagli elettroni che spiraleggiano attorno alle linee di campo magnetico, chiamata radiazione di sincrotrone.
I ricercatori hanno scoperto che lungo i tentacoli esiste un campo magnetico intenso e ordinato, allineato con la direzione dei tentacoli, esteso per oltre 90.000 anni luce. Secondo l'interpretazione proposta, il campo magnetico non viene dalla galassia stessa: è il campo magnetico del gas dell'ammasso, che si "drappeggia" attorno alla galassia mentre questa lo attraversa e viene stirato lungo i tentacoli, come un filo che si avvolge attorno a un oggetto in movimento.
Perché è importante
Il campo magnetico ordinato potrebbe spiegare un mistero: come fanno i tentacoli di gas a restare compatti per centinaia di milioni di anni, invece di disperdersi nel gas caldo circostante? Il campo magnetico agirebbe come una guaina protettiva, isolando il gas freddo dei tentacoli e permettendogli di formare nuove stelle anche lontano dalla galassia.
Lo studio delle galassie medusa aiuta a capire uno dei processi con cui le galassie "muoiono", cioè smettono di formare stelle. Una galassia che perde tutto il suo gas non può più produrre nuove stelle, e con il tempo diventa rossa e passiva. Negli ammassi di galassie si trovano infatti molte galassie di questo tipo. Il progetto GASP ha mostrato che la pressione dinamica può anche alimentare il buco nero centrale: nelle galassie medusa il nucleo è attivo più spesso che nelle galassie normali, forse perché il gas viene spinto verso il centro.
Un fenomeno comune negli ammassi
Le galassie medusa più spettacolari sono rare, perché la fase in cui i tentacoli sono ben visibili dura relativamente poco, qualche centinaio di milioni di anni. Ma il processo che le produce è comune: si stima che una parte importante delle galassie che oggi vivono negli ammassi abbia perso il proprio gas proprio in questo modo. Il telescopio spaziale Hubble ha fotografato diverse galassie medusa con grande dettaglio, mostrando i nodi azzurri di stelle neonate lungo i tentacoli, e il James Webb sta studiando la polvere e il gas molecolare che vi si nascondono. Ogni galassia medusa è quindi un'istantanea di una trasformazione che ha riguardato moltissime galassie nel corso della storia dell'universo.
Gas, stelle e magnetismo
I campi magnetici sono presenti ovunque nell'universo, dalle stelle alle galassie agli ammassi, ma sono difficili da misurare e spesso trascurati nei modelli. Anche la nostra galassia ha un campo magnetico, e ogni galassia è circondata da un alone di gas che interagisce con l'ambiente, come mostra l'enorme alone della galassia di Andromeda. Il campo magnetico della Terra, su scala infinitamente più piccola, ci protegge dal vento solare, come racconta l'articolo sul campo magnetico che vibra come un tamburo.
Per approfondire si può consultare la voce Jellyfish galaxy su Wikipedia in inglese. Altri articoli sulle galassie si trovano nella sezione Astronomia.
