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Le galassie - oggetti celesti costituiti da centinaia di milioni o di miliari di stelle, gas interstellare e polveri, tenuti insieme dalla gravità - si presentano spesso nell'Universo in gruppi o in ammassi, le strutture più grandi del nostro universo, che possono raggiungere alcuni milioni di anni luce di dimensioni. Spesso gli ammassi di galassie sono circondati da gigantesche “bolle” di mezzo intergalattico, un plasma estremamente rarefatto e caldissimo immerso nel campo magnetico .
Le galassie però sono sistemi in movimenti e possono "scontrarsi" tra di loro. Non si tratta di una vera e propria collisione fisica, ma di un fenomeno più complesso detto merging, in cui le galassie si fondono interagendo gravitazionalmente e creando nuove forme. Nello "scontro" si producono delle onde elastiche nel mezzo intergalattico che possono superare la velocità del suono del plasma (cioè diverse migliaia di chilometri al secondo), formando delle potenti onde d'urto.
Sotto la spinta di queste onde d'urto, gli elettroni liberi del gas vengono accelerati fin quasi alla velocità della luce e, grazie alla presenza dei campi magnetici, emettono radiazione di sincrotrone: questa radiazione, che possiamo osservare con dei radiotelescopi, costituisce quello che chiamiamo il “relitto radio”, uno dei fenomeni complessivamente più potenti dell’Universo.
©Giannandrea Inchingolo/Instituto Superior Técnico/Università di Bologna/Cineca
Le quattro immagini presenti mostrano l’interazione tra campo magnetico e la materia su scale cosmologiche. Queste sono una combinazione di visualizzazioni di simulazioni numeriche e di dati radio - acquisiti dal Very Large Array, un sistema di radiotelescopi negli USA - di “radio relics”, che mostrano ciò che resta del monumentale scontro di ammassi di galassie. Nello scontro si producono onde elastiche nel mezzo intergalattico e quando queste oscillazioni, generate dallo scontro, viaggiano più veloci della velocità del suono del plasma (cioè a diverse migliaia di chilometri al secondo) formano degli shock, ovvero delle onde d’urto. Sotto la spinta degli shock gli elettroni liberi del gas vengono accelerati fin quasi alla velocità della luce e, grazie alla presenza di campi magnetici, emettono la cosiddetta radiazione di sincrotrone: questa radiazione, che possiamo osservare con i radiotelescopi, è il “relitto radio”, uno dei fenomeni complessivamente più potenti dell’Universo.
Nelle immagini vediamo l’emissione di sincrotrone generata nel mezzo interstellare sotto forma di volumi azzurri, mentre gli elettroni stessi sono rappresentati dalle punte gialle lasciano delle scie al loro passaggio e che si accendono di blu quando attraversano le regioni dello shock.
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