La ricerca, guidata da Jennifer West, ricercatrice presso il Dunlap Institute for Astronomy and Astrophysics, cerca di far luce sulle strutture misteriose, luminose in onde radio, che hanno sconcertato gli astronomi per decenni.
"Se avessimo occhi in grado di vedere la luce radio", spiega West, "vedremmo questa struttura simile a un tunnel in quasi tutte le direzioni del cielo".

Due di queste strutture le conosciamo fin dagli anni '60 ma sono sempre state difficile da interpretare perché non comprendiamo quanto esattamente siano lontane: le distanze potrebbero andare da centinaia a migliaia di anni luce. Adesso, West e colleghi sono stati in grado addirittura di dimostrare che queste regioni e i principali filamenti radio nello spazio sono collegati.

Cosa sono queste strutture

Sono costituite da particelle cariche e da un campo magnetico ed hanno la forma di lunghe funi.
Le due esaminate si chiamano "sperone polare settentrionale" (North Polar Spur) e "regione del ventaglio" (Fan Region). Entrambe sono caratteristiche dominanti nel cielo radio polarizzato

Lo sperone polare settentrionale è una gigantesca cresta di gas caldo che emette raggi X e segnali radio. Si alza all’incirca perpendicolarmente dal piano galattico a partire dalla costellazione del Sagittario e poi curva verso l’alto, dove sembra unirsi ad altre caratteristiche filamentose luminose. Gli astronomi hanno già mappato la struttura ma è visibile solo nel nord celeste e la distanza da noi non è determinata. Senza questa informazione, è ancora più difficile calcolarne le dimensioni e l'origine.

La regione a ventaglio è forse meno conosciuta. È visibile dal sud celeste e studi precedenti hanno suggerito che provenga da più di 6.500 anni luce di distanza, ma nessuna delle stime può essere confermata.

Nessuno prima d'ora aveva supposto fossero collegate.

cielo radio

 Mappa completa del cielo a 408 MHz, in coordinate galattiche - Crediti: Reproduction/Haslam/J. West

Il lavoro di West

Il nuovo studio mostra non solo come sarebbero collegate queste strutture ma che esse sembrano formare dei filamenti che si avvolgono una specie di gigantesco tunnel. Il nostro Sistema Solare sarebbe situato sul bordo esterno di tale cilindro, il cui asse interseca il piano della via Lattea a circa 3300 anni luce da noi, in direzione del centro galattico.

West ha riflettuto sulla questione a fasi alterne da 15 anni a questa parte, da quando ha visto per la prima volta una mappa del cielo radiofonico.
"Alcuni anni fa, uno dei nostri coautori, Tom Landecker, mi ha parlato di un articolo del 1965, degli albori della radioastronomia", spiega West. "Sulla base dei dati grezzi disponibili in questo momento, gli autori (Mathewson e Milne), ipotizzavano che questi segnali radio polarizzati potrebbero derivare dalla nostra visione del Braccio Locale della Galassia, dall'interno di esso". West ha quindi lavorato su un modello computerizzato per calcolare come sarebbe il cielo radio dalla Terra, mentre varia la forma e la posizione delle lunghe corde. "Quel documento mi ha ispirato a sviluppare questa idea e a collegare il mio modello ai dati di gran lunga migliori che i nostri telescopi ci forniscono oggi".

Punti di vista

Il nuovo studio introduce anche un nota creativa. Come esempio, West usa la mappa della Terra, dove il polo nord è in alto e l'equatore è al centro. "Ma ovviamente possiamo sempre ridisegnare quella mappa con una prospettiva diversa", dice. Lo stesso vale per la mappa della nostra Galassia. "La maggior parte degli astronomi guarda una mappa con il polo nord della Galassia in alto e il centro galattico nel mezzo", spiega. "Una parte importante che ha ispirato questa idea è stata quella di rifare quella mappa con un punto diverso nel mezzo".

Grazie a questa nuova prospettiva, a un'analisi dei dati della sonda dell'ESA Gaia, alla modellazione e alle simulazioni, il team ha determinato che i filamenti distano da 160 a 500 anni luce dal Sistema Solare, mentre il tunnel risultante dalle strutture interconnesse avrebbe un diametro di quasi 7000 anni luce e sarebbe lungo almeno 1200 anni luce.

"I campi magnetici non esistono isolatamente", spiega West entusiasta. “Devono tutti connettersi tra loro. Quindi un prossimo passo è capire meglio come questo campo magnetico locale si connette sia al campo magnetico galattico su larga scala, sia anche ai campi magnetici su scala più piccola del nostro Sole e della Terra. Penso che sia semplicemente fantastico immaginare che queste strutture siano ovunque, ogni volta che guardiamo il cielo notturno".

La ricerca è in attesa di pubblicazione sul The Astrophysical Journal ed è disponibile su arXiv.
Ed ora, come reagirà la comunità scientifica?