Mappa a raggi X rivela un 'tunnel' interstellare

Mappa a raggi X rivela un "tunnel" interstellare nel nostro vicinato

Il 29 ottobre 2024, un team guidato dal Max‑Planck Institute for Extraterrestrial Physics ha pubblicato uno studio dettagliato ai raggi X che ridisegna l'immediato ambiente galattico attorno al Sole. Utilizzando il primo passaggio dell'intero cielo del telescopio SRG/eROSITA, gli autori hanno prodotto un modello tridimensionale della Bolla Locale Calda (LHB) e hanno identificato stretti corridoi a bassa densità di plasma a milioni di gradi — descritti nell'articolo come "tunnel" — incluso un canale prominente che punta verso la costellazione del Centauro. Il risultato non è una scorciatoia da fantascienza, ma una visione più chiara e ad alta risoluzione di come supernove e venti stellari abbiano scavato cavità e le abbiano collegate attraverso centinaia di anni luce.

Mappare la Bolla Locale Calda

La Bolla Locale Calda è la regione di gas tenue, emittente raggi X, che circonda il Sistema Solare. Fu proposta negli anni '70 per spiegare un debole bagliore di raggi X molli rilevato in tutto il cielo: l'idea è che antiche esplosioni di supernove e potenti venti stellari abbiano evacuato e riscaldato il mezzo interstellare vicino, creando una cavità larga da decine a poche centinaia di parsec. Il nuovo studio sfrutta la sensibilità ai raggi X molli di eROSITA e la posizione privilegiata della missione nel punto L2 Sole-Terra per assemblare una mappa risolta spazialmente della misura di emissione e della temperatura della bolla. Questo set di dati consente al team di separare il segnale del plasma caldo dai contaminanti in primo piano e di costruire un modello 3D della forma e della struttura interna della bolla.

Fondamentalmente, eROSITA osserva il cielo dall'esterno dell'esosfera terrestre e ha completato la sua prima mappatura completa del cielo vicino al minimo solare — condizioni che riducono la contaminazione dallo scambio di carica del vento solare e rendono il fondo a raggi X molli più facile da interpretare. Questa visione più pulita è ciò che ha permesso agli autori di identificare una struttura fine all'interno della LHB che le precedenti indagini potevano solo accennare.

Quando l'articolo parla di un "tunnel interstellare", non intende un passaggio fisico che potrebbe trasportare veicoli spaziali o segnali oltre la velocità della luce. Al contrario, il termine descrive una regione ristretta dove il materiale interstellare più freddo e denso è assente e sostituito da plasma più caldo e a bassa densità. Nelle mappe a raggi X, queste regioni appaiono come canali coerenti di maggiore misura di emissione e temperatura più elevata. Una di queste caratteristiche si allinea con le coordinate approssimative (l, b) ≈ (315°, 25°) nel cielo e punta verso il Centauro; un'altra si allinea con il tunnel di β Canis Majoris già noto in precedenza. Questi canali sono da interpretare come le impronte digitali di eventi energetici passati — supernove, venti collettivi da ammassi stellari o espulsioni da superbolle vicine — che hanno perforato le fasi più fredde del mezzo interstellare.

Come si formano ed evolvono queste strutture

Il feedback stellare modella il mezzo interstellare. Quando le stelle massicce raggiungono la fine della loro vita, esplodono come supernove, rilasciando una vasta energia cinetica che spazza via il gas circostante in gusci in espansione ed evacua gli interni caldi. Se si verificano diverse esplosioni in una regione o se i venti di giovani ammassi massicci agiscono insieme, i volumi evacuati possono crescere in superbolle larghe centinaia di anni luce. Nel tempo, bolle sovrapposte, esplosioni asimmetriche e gradienti di densità nel mezzo circostante producono canali e fuoriuscite dove il gas caldo trova vie di fuga. La mappa di eROSITA aggiunge un nuovo strato osservativo mostrando che alcuni di questi percorsi sono relativamente stretti, coerenti e a lungo raggio.

Poiché i tunnel mappati sono pieni di plasma a temperature nell'ordine di 10^6 K, sono luminosi nei raggi X molli ma quasi invisibili alle lunghezze d'onda ottiche; viceversa, le mappe di polvere e gas freddo, oltre ai set di dati delle linee di assorbimento, sono fondamentali per individuare dove il gas caldo ha rimpiazzato le componenti più fredde. Gli autori dell'articolo hanno combinato l'analisi dei raggi X di eROSITA con le mappe 3D della polvere esistenti e i cataloghi di resti di supernova e superbolle per collocare le caratteristiche in un contesto strutturale più ampio.

Perché questo è importante per l'astronomia e il Sistema Solare

In primo luogo, la mappa perfeziona la nostra immagine dell'immediato vicinato galattico. Conoscere la geometria e la pressione della LHB influenza i modelli di trasporto dei raggi cosmici, la penetrazione del gas interstellare nell'eliosfera e l'interpretazione dei fondi diffusi di raggi X e ultravioletti. In secondo luogo, la scoperta di canali di collegamento supporta una vecchia visione teorica in cui il mezzo interstellare non è una nebbia omogenea ma una rete spumosa di bolle collegate da tunnel e camini che trasportano gas caldo tra diverse scale. I risultati di eROSITA danno a questa visione un peso empirico risolvendo strutture precedentemente confuse e quantificando le variazioni di temperatura attraverso la bolla.

Infine, una mappa più chiara aiuta a pianificare le osservazioni successive. Misurazioni mirate della distanza — ad esempio dalle linee di assorbimento contro le stelle di fondo o dalle mappe della polvere calibrate con la parallasse — determineranno se una data caratteristica a raggi X si trova a poche decine di parsec di distanza o fa parte di una superbolla più lontana. Ciò è essenziale per decidere se un canale è un corridoio locale o un allineamento casuale di strutture distanti non correlate. Gli autori stessi segnalano la regione del Centauro come una zona che necessita di analisi spettrali e di distanza dedicate per districare le emissioni sovrapposte.

Separare i titoli dalla fisica

La copertura mediatica dell'articolo ha talvolta utilizzato metafore vivide — "tunnel" o persino "autostrada interstellare" — e ciò ha invitato a salti speculativi su viaggi interstellari o wormhole. Queste idee non sono supportate dalle osservazioni. I wormhole attraversabili rimangono costrutti teorici speculativi che richiedono una fisica esotica non evidenziata dalle mappe a raggi X; i tunnel di eROSITA sono caratteristiche termiche macroscopiche del mezzo interstellare create da ordinari processi astrofisici. Una divulgazione responsabile deve quindi mantenere distinti il linguaggio metaforico e la fisica.

Cosa succederà in seguito

Fonti

• Astronomy & Astrophysics (Yeung et al., "The SRG/eROSITA diffuse soft X‑ray background — I. The local hot bubble in the western Galactic hemisphere").
• Materiali stampa del Max‑Planck‑Institute for Extraterrestrial Physics (MPE) sullo studio eROSITA LHB.
• Documentazione della missione SRG/eROSITA e articoli sugli strumenti.