La misteriosa bolla di Cygnus potrebbe essere un microquasar, suggeriscono gli astronomi

Gli astronomi hanno suggerito che la misteriosa bolla del Cigno, una vasta nube di raggi gamma ad altissima energia che si estende per migliaia di anni luce, possa provenire da un microquasar distante piuttosto che dalla regione di formazione stellare precedentemente presunta del Cigno X. I risultati, pubblicati su The Astrophysical Journal Letters il 21 luglio, sfidano le teorie esistenti sulle origini dei raggi cosmici ad energia più alta nella Via Lattea.

Tuttavia, un nuovo studio condotto da Zhaodong Shi dell'Università cinese di scienza e tecnologia propone che le intense emissioni di raggi gamma della struttura possano invece provenire da Cygnus X-3, un microquasar situato a circa 31.600 anni luce di distanza. Questo corpo celeste, parte di un sistema binario contenente un oggetto compatto, un buco nero o una stella di neutroni, orbitato da una stella normale, mostra un'attività periodica che si allinea con le caratteristiche osservate della bolla Cygnus.

Recenti osservazioni dell'esperimento LHAASO hanno confermato che questo microquasar funziona come un supersuper-PeVatron, capable capace di accelerare le particelle a energie superiori a 30 petaelettronvolt (PeV), un livello di energia molto al di là di quello tipicamente osservato in altre fonti galattiche. Questa scoperta rafforza l'argomento che Cygnus X-3 potrebbe essere responsabile della bolla Cygnus. Per esplorare questa ipotesi, il team di ricerca ha sviluppato un modello computazionale che simula il comportamento dei protoni ad alta energia emessi da Cygnus X-3 per periodi prolungati. Secondo la simulazione, queste particelle si diffondono gradualmente attraverso il gas interstellare, in collisione con gli atomi e emettendo raggi gamma rilevabili.

Aggiustando i parametri per riflettere condizioni fisiche realistiche, il modello ha replicato con precisione la luminosità complessiva della bolla di Cygnus e il graduale assottigliamento del suo bagliore mentre si estende verso l'esterno dal punto centrale. Lo studio suggerisce che Cygnus X-3 deve incanalare solo l'1% al 3% della sua energia disponibile nell'accelerazione delle particelle, un requisito relativamente modesto che si allinea con i modelli teorici stabiliti. Inoltre, il tasso previsto al quale queste particelle si disperdono corrisponde alle aspettative derivate in modo indipendente, supportando ulteriormente la plausibilità dello scenario.

Questo potenziale legame tra Cygnus X-3 e la bolla di Cygnus rappresenta una rara opportunità per gli astronomi di osservare contemporaneamente sia la fonte di emissioni ad alta energia che l'alone di radiazione risultante. Tale doppia visibilità offre preziose informazioni sui meccanismi alla base dell'accelerazione e della propagazione dei raggi cosmici. Tuttavia, gli attuali strumenti di osservazione rimangono insufficienti per distinguere definitivamente i contributi di Cygnus X-3 da quelli del vicino ammasso stellare nella regione di Cygnus X. I futuri progressi nella tecnologia dei telescopi, come il Cherenkov Telescope Array, ASTRI e il proposto Large Array of Cherenkov Telescopes, dovrebbero fornire una maggiore potenza di risoluzione.

Questi strumenti consentiranno agli scienziati di identificare con maggiore precisione l'origine esatta delle emissioni della bolla di Cygnus, potenzialmente confermando o confutando il ruolo di Cygnus X-3 come sua fonte primaria.