Uno studio, guidato dall’Istituto Nazionale di Astrofisica e pubblicato su Astronomy & Astrophysics, ha sfruttato le osservazioni radio ultra-profonde condotte dal radiotelescopio europeo LOFAR per ricostruire, per la prima volta, la topologia di un campo magnetico esteso su oltre 13 milioni di anni luce. L’integrazione di oltre 224 ore di dati osservativi ha permesso di superare le limitazioni delle tecniche di rotazione di Faraday, applicando un metodo di analisi innovativo che correla la direzione del campo magnetico alla morfologia dell’emissione radio diffusa. I risultati indicano che tali strutture non presentano una distribuzione casuale, bensì appaiono modellate dai processi dinamici legati all’accrescimento del gas caldo durante la formazione dell’ammasso stesso, con orientazioni che variano tra radiale e tangenziale a seconda della presenza di onde d’urto cosmiche.
“Ottenere immagini degli ammassi di galassie molto sensibili in banda radio è fondamentale per comprendere come gli elettroni vengono accelerati a velocità relativistiche e i campi magnetici amplificati su grandi scale cosmiche”, afferma Andrea Botteon, ricercatore INAF e primo autore dello studio. “La complessità di questi studi è dovuta all’elusività del segnale radio proveniente dagli elettroni che si muovono in campi magnetici molto deboli. Riteniamo che il meccanismo che “accende” queste gigantesche emissioni radio sia legato al processo di formazione degli ammassi di galassie. In questo studio, abbiamo combinato le osservazioni radio più profonde mai realizzate finora con un’innovativa tecnica di analisi dei dati che ci ha permesso di ricostruire per la prima volta la topologia del campo magnetico di un ammasso di galassie. La coerenza delle linee di campo magnetiche osservata in alcune regioni dell’ammasso ci suggerisce che la morfologia del campo sia intimamente legata alla dinamica del gas in cui risiede, dove può essere ‘stirato’ o “compresso” dai moti legati alla formazione dell’ammasso stesso”, conclude Botteon. Una sfida che ha richiesto l’elaborazione di quasi 200 terabyte di dati grezzi attraverso infrastrutture di calcolo ad alte prestazioni distribuite tra le sedi INAF di Bologna e Trieste.
La trama invisibile del campo magnetico nella regione centrale dell’ammasso di galassie Abell 2255. Crediti: A. Botteon et al. (INAF), A&A 2026
Questo impegno computazionale, paragonabile per sensibilità alle prestazioni attese dal futuro radiotelescopio internazionale SKA-Low, conferma la centralità delle moderne risorse HPC nella ricerca astronomica di frontiera. Il riscontro tra le osservazioni e le simulazioni numeriche validate dai supercomputer consolida l’interpretazione fisica secondo cui la topologia del campo magnetico è influenzata direttamente dalle dinamiche di formazione degli ammassi.
“Questi studi aprono nuove prospettive”, afferma Gianfranco Brunetti, Dirigente di ricerca INAF e Direttore dell’Istituto di Radioastronomia di Bologna.”Per quanto ne sappiamo al momento, i dati mostrano un ottimo accordo con le previsioni teoriche ottenute dalle simulazioni numeriche con i supercomputer. In futuro potremo spingerci molto oltre. In questo campo di ricerca gli scienziati dell’INAF sono protagonisti: stiamo creando una comunità con grandi competenze, capace di sfruttare al meglio i dati dei futuri osservatori LOFAR 2.0 e SKA-Low, che saranno operativi tra pochi anni.
Grazie a questa nuova generazione di radiotelescopi a bassa frequenza, quali SKA-Low e LOFAR 2.0, sarà possibile estendere questo tipo di analisi a molti altri ammassi di galassie, ricostruendo il ruolo dei campi magnetici nella formazione delle grandi strutture cosmiche con un livello di dettaglio finora irraggiungibile.”
