Astronomia gamma
Le radiogalassie e le galassie di Seyfert I Blazars L’origine dell’emissione gamma
Radiogalassie e galassie di Seyfert
Le galassie di Seyfert presentano dei nuclei luminosi caratterizzati da uno spettro con evidenti righe in emissione. Tramite un telescopio ottico una galassie di Seyfert appare come una stella relativamente luminosa circondata da un tenue inviluppo; la loro luminosità e le intense righe spettrali in emissione sono buoni indizi a favore di un’eccezionale attività presente nel nucleo di queste galassie. Queste galassie appartengono quasi tutte alla categoria delle galassie spirali barrate, solo poche di esse sono state catalogate come galassie ellittiche. Un aspetto che contraddistingue le galassie di Seyfert dalle comuni galassie è la loro variabilità. Le rapide variazioni osservate pongono limiti severi sulle dimensioni di sorgenti caratterizzate da un così elevato flusso energetico. In particolare le osservazioni sono consistenti con calcoli teorici che prevedono come sorgente di questo fenomeno un buco nero massivo.
Le radiogalassie comprendono varie tipologie di galassie tutte forti emettitori nelle onde radio e senza proprietà ottiche di rilievo. Probabilmente l’emissione radio prodotta in queste galassie è dovuta a radiazione di sincrotrone. La radiogalassia più famosa e meglio studiata è la galassia Centaurus A, nota anche come NGC5128; essa è stata osservata in tutte le bande di energia, dalle onde radio ai raggi gamma di media energia
Prima del lancio del CGRO soltanto una dozzina di galassie di Seyfert e radiogalassie erano state osservate nei raggi X e nei raggi gamma di bassa energia, osservazioni effettuate nella banda tra 0,02 MeV e 0,165 MeV coi satelliti HEAO-1, EXOSAT e GINGA. Lo strumento OSSE a bordo del CGRO ha scoperto parecchie galassie di questo tipo che emettono raggi x duri nell’intervallo di energia compresa tra 50 keV e 150 keV. Soltanto una di esse, la radiogalassia Centaurus A, è stata osservata oltre 1 MeV e nessuna di loro presenta emissione oltre i 30 MeV.
Tra le varie sorgenti catalogate con OSSE spiccava il caso particolare di NGC4151; si tratta di una galassia di Seyfert radio quieta e in particolare è la galassia di Seyfert di tipo 1 più vicina a noi.
Questa galassia costituisce l’AGN radio quieto più luminoso nella banda gamma di bassa energia. NGC4945 invece è la più luminosa delle galassie di Seyfert di tipo 2. Osservazioni condotte con OSSE nel 1994 hanno permesso di concludere che lo spettro di NGC4151 è uno spettro termico; lo spettro delle galassie di Seyfert viene invece dedotto grazie alla media degli spettri osservati con OSSE nell’arco di due anni e si nota che i risultati di questa indagine sono in buon accordo con l’andamento di uno spettro termico. Gli spettri gamma delle galassie di Seyfert di tipo 1 e quelle di tipo 2 sono simili, entrambi gli spettri si adattano ad una legge di potenza con un cutoff esponenziale combinato a righe in emissione del ferro.
Uno dei modelli proposti per spiegare l’emissione gamma prevede un effetto Compton inverso con particelle relativistiche presenti in un sottile e caldo disco di accrescimento. Questo modello è in accordo con l’idea che la forte emissione gamma da parte degli AGN sia innescata dal caldissimo disco di accrescimento attorno a un buco nero supermassiccio nel centro della galassia e l’emissione. La maggior parte delle loro caratteristiche vengono determinate dall’orientazione del piano del disco di accrescimento rispetto la direzione di osservazione.
In questo modello la distinzione tra le galassie di Seyfert del primo tipo e le galassie di seyfert del secondo tipo è determinata dalla direzione di osservazione rispetto all’inviluppo gassoso che costituisce il disco di accrescimento. Quindi sono galassie di Seyfert del primo tipo tutte quelle che mettono a nudo l’emissione del nucleo centrale, del secondo sono quelle che presentano il nucleo centrale parzialmente o totalmente ostruito dal gas presente nel disco di accrescimento.
Poniamo ora l’attenzione sulla radiogalassia Centaurus A: questa è una sorgente peculiare, infatti si tratta della radiosorgente più brillante è non a caso è stata la prima radiosorgente extragalattica ad essere stata identificata. Centaurus A è anche la radiosorgente extragalattica più vicina con uno z=0,0018. La sua struttura radio è piuttosto complessa, presenta due lobi radio esterni che si estendono fino ad alcuni gradi dal centro galattico, tutto corredato da altri due lobi interni con una struttura deflessa. Un’altra peculiarità di questa galassia risiede nel fatto che nell’ottico appare come una normale galassia ellittica mentre se la osserviamo ad altre frequenze appare un getto di gas caldo che esce dal suo nucleo.
