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Dipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi” - DIFA

Ammassi di galassie: termodinamica del gas, campi magnetici e particelle relativistiche

Ambiti: Astrofisica
Immagini di ammassi di galassie ripresi al telescopio, in banda radio, X e ottica
In alto: emissione radio tra gli ammassi A2061 e A2067 (Credits: Pignataro et al. 2024). In basso: l'ammasso della Fenice in banda X (Chandra), radio (VLA) ed ottica (HST). Credits: NASA/STScI

Gli ammassi di galassie ed il cosmic web in generale contengono  una frazione significativa di energia "non termica"  in forma di  campi magnetici, particelle relativistiche ed energia cinetica associata ai moti turbolenti o regolari del plasma. 

Le osservazioni radio mostrano una varietà di strutture diffuse  denominate   "aloni", "relitti", "mini-aloni" e "mega-aloni", fondamentali per comprendere i meccanismi di accelerazione delle particelle relativistiche.

Altre emissioni ancora più periferiche  come i "ponti" tra gli ammassi di galassie, permettono di studiare il plasma prima del suo accrescimento negli ammassi.

Le osservazioni radio permettono di tracciare il campo magnetico anche nei  filamenti di galassie, e questo potrà chiarire l'origine del campo magnetico nell’Universo.

Anche il feedback meccanico da AGN modifica in modo drammatico la termodinamica del gas degli ammassi di galassie, compensando l'irraggiamento in banda X, rimescolando il gas nelle regioni più dense e trasportando energia non termica sull'intero volume d'ammasso. 

Il nostro gruppo studia l'evoluzione delle proprietà non termiche delle strutture cosmic con  simulazioni cosmologiche avanzate (per esempio al CINECA ) le osservazioni nel radio  (ad es. JVLA, LOFAR, uGMRT, MeerKAT, ASKAP), nelle micro-onde (ad es. con ALMA) fino ai raggi X (Chandra, XMM e XRISM), anche in preparazione allo  Square Kilometre Array (SKA).

Principali Collaborazioni