Un gas viscoso come il miele
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Profonde osservazioni di Chandra X-ray Observatory nelle zone periferiche dell'ammasso della Chioma consentono di misurare il livello di viscosità e turbolenza del gas intergalattico


Fonte I. Zhuravleva et al. Suppressed effective viscosity in the bulk intergalactic plasma, Nature Astronomy (2019).


Ammasso della Chioma osservato da Chandra X-ray Observatory. Crediti NASA/CXC
Ammasso della Chioma osservato da Chandra X-ray Observatory. Crediti NASA/CXC

Le osservazioni di Chandra X-ray Observatory hanno consentito di approfondire le conoscenze degli ammassi galattici, le più grandi strutture dell'universo legate dalla gravità. Ogni ammasso galattico consta di tre componenti: galassie singole, gas caldissimo e materia oscura . Le osservazioni di Chandra, totalizzate a due settimane, hanno consentito di puntare l'Ammasso della Chioma di Berenice per verificare le proprietà del gas scoprendo una viscosità molto più lenta di quanto atteso, tale da consentire un paragone con il miele. Questo vuol dire che la turbolenza può facilmente svilupparsi nel gas caldo su piccola scala.

Il gas osservato ha una massa pari a sei volte la massa di tutte le galassie presenti all'interno ma a dispetto di questa abbondanza la densità del gas, permeato da un debole campo magnetico , è così lenta che le particelle non interagiscono molto spesso le une con le altre. Una densità così bassa non può essere riprodotta in laboratorio e così Chandra si rivela ancora una volta strumento fondamentale.

Per raggiungere il risultato, il telescopio a raggi X è stato puntato su una regione lontana dal centro dell'ammasso, dove la densità è ancora più bassa e dove le particelle devono viaggiare per 100 mila anni in media prima di interagine con altre particelle. 

Perché questa viscosità? Una spiegazione viene ricondotta alla presenza di irregolarità su piccola scala nel campo magnetico dell'ammasso. Queste irregolarità possono deflettere le particelle del gas caldo, composto di particelle cariche e soprattutto elettroni e protoni. La deflessione riduce la distanza per la quale una particelle può muoversi liberamente e la viscosità del gas.

Questa maggior conoscenza può senz'altro fornire modelli più realistici di merger galattici: la turbolenza generata da questi eventi può agire come fonte di calore, prevenendo il riscaldamento del gas e formando nuove stelle.