Un fusillo cosmico svelato dal telescopio spaziale di Nasa e Asi

Un campo magnetico dalla particolare forma a fusillo contribuisce alle emissioni ad alta energia del blazar Markarian 421, un buco nero supermassiccio che crea potenti getti di particelle diretti verso la Terra. Lo indicano le osservazioni fatte dal telescopio spaziale Ixpe (Imaging X-ray Polarimetry Explorer), una missione congiunta di Nasa e Agenzia Spaziale Italiana con la partecipazione di Istituto Nazionale di Astrofisica e Istituto Nazionale di Fisica Nucleare. Lo studio, guidato dall'astrofisica Laura Di Gesu dell'Asi, è pubblicato su Nature Astronomy.

Markarian 421, situato a 400 milioni di anni luce da noi nella costellazione dell'Orsa Maggiore, "è un vecchio amico per gli astronomi delle alte energie", afferma Di Gesu. "Eravamo sicuri che il blazar sarebbe stato un obiettivo utile per Ixpe, ma le sue scoperte sono andate oltre le migliori aspettative, dimostrando con successo come la polarimetria a raggi X arricchisce la nostra capacità di sondare la complessa geometria del campo magnetico e l'accelerazione delle particelle in diverse regioni dei getti relativistici".

I getti come quello che esce da Markarian 421 possono estendersi per milioni di anni luce. Sono particolarmente luminosi perché, proprio come la sirena di un'ambulanza si sente più forte mentre si avvicina, anche la luce puntata verso di noi appare più luminosa. Nonostante decenni di studio, però, non sono ancora del tutto chiari i processi fisici che modellano la dinamica e l'emissione dei getti. La polarimetria a raggi X di Ixpe ha offerto una visione senza precedenti, grazie a tre osservazioni di Markarian 421 condotte tra maggio e giugno 2022. I dati raccolti indicano che un'onda d'urto potrebbe propagarsi lungo il campo magnetico a spirale all'interno del getto. Il concetto di un'onda d'urto che accelera le particelle del getto è in linea con le teorie su Markarian 501, un altro blazar osservato da Ixpe che ha portato a uno studio pubblicato alla fine del 2022. Ora, però, Markarian 421 mostra prove più chiare di un campo magnetico elicoidale che contribuisce allo shock.