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Osservatorio Astrofisico di Arcetri

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La galassia nana He 2-10 rivista da MUSE: nessun nucleo attivo

La galassia He 2-10 e' una galassia nana a soli 8 Mpc (ovvero 26 milioni di anni luce) da noi, con una morfologia irregolare e dominata da un'intensa attivita' di formazione stellare. Per questo e' considerata una delle prototipiche galassie HII. Pur essendo da anni un oggetto molto studiato, e' recentemente salita alla ribalta grazie a un articolo su Nature di Reines e collaboratori (Reines et al 2011) in cui grazie alla combinazione di nuovi dati X e radio si annunciava la scoperta di un Buco Nero attivo al centro, con massa di circa ~107 Msun. Questo avrebbe importanti implicazioni sull'origine dei buchi neri primordiali.

Questa scoperta e' stata pero' messa in discussione da una recente dettagliata analisi di He 2-10 condotta da un team internazionale di ricercatori guidato da Giovanni Cresci e che comprende Matilde Mingozzi, entrambi dell'Osservatorio Astrofisico di Arcetri. Lo studio condotto da Giovanni Cresci utilizza dati ottenuti con lo spettrografo integral field MUSE al VLT ed e' pubblicato su Astronomy & Astrophysics (Cresci et al 2017). Grazie alla spettroscopia integral field e all'efficienza dello strumento MUSE, in soli 2 minuti di posa i ricercatori hanno ottenuto uno spettro per ogni 0.2"x0.2" del campo di vista di 60"x60", per un totale di 90000 spettri che coprono tutta l'estenzione della galassie He2-10.

He2 10 RGB fullHe2 10 RGB radio

Figura 1: Immagine a tre colori della galassia He 2-10 (in verde il continuo stellare, in rosso l'emissione della riga Hα e in blu l'emissione della riga OIII. In rosso sono ben visibili le bolle di gas in espansione analizzate in Cresci et al 2017. Crediti: Giovanni Cresci

Figura 2: Ingrandimento sulla regione centrale di He 2-10, con sovrapposti in verde i contorni dell'emissione radio. I numeri identificano diverse sorgenti radio, tra cui il presunto Buco Nero (sorgente #3). Crediti: Giovanni Cresci

Grazie a questi dati, i ricercatori hanno potuto studiare in dettaglio le proprieta' fisiche e dinamiche del gas nella galassia. Da questa analisi e' emerso che la dinamica del gas e' dominata da un complesso sistema di bolle in espansione dal centro, estese fino a 720 pc e con velocita' superiore a 500 km/s. Queste bolle trasportano fuori dalla galassia a grande velocita' circa 0.3 Msun/anno di gas, e sono sostenute dall'energia liberata dai venti stellari e dalle esplosioni di Supernova nelle regioni centrali.

Queste regioni centrali in cui si formano le nuove stelle sono particolarmente estreme, con alte densita', alta estinzione da polveri e alta densita' di fotoni ionizzanti, con proprieta' simili a quelle presenti nelle galassie nell'Universo primordiale. Le abbondanze chimiche variano dalle regioni interne piu' ricche di elementi pesanti con valori sovrasolari, a quelle esterne piu' povere di metalli.

La ionizzazione del gas e' dominata dai fotoni emessi dalle giovani stelle in formazione, senza traccia di contributi dovuti a un nucleo attivo. Rianalizzando i nuovi dati X a disposizione per la sorgente rispetto a quelli pubblicati nel 2011, i ricercatori hanno ricavato che la presenza di un buco nero attivo non e' piu' richiesta per spiegare l'emissione X e radio di una delle radiosorgenti nelle zone centrali della galassia. Al contrario,essa puo' essere piu' facilmente cassificata come un giovane resto di Supernova.

Questo lavoro conferma le possibilita' uniche messe a disposizione dalla spettroscopia integral field per l'indagine dettagliato delle proprieta' fisiche e dinamiche delle galassie, nonche' l'importanza dello studio di oggetti vicini e particolarmente giovani e attivi come He2-10 in quanto ci forniscono un laboratorio ideale per comprendere la fisica delle giovani galassie nell'universo primordiale.


A cura di G. Cresci e A. Gallazzi