Alone gassoso ed evoluzione galattica
Una nuova simulazione dimostra che un “braccio di ferro” gassoso trasforma promettenti galassie con brillanti prospettive in deboli oggetti del passato.
Ci sono due tipi principali di galassie nel nostro Universo: le galassie “blu”, che formano rapidamente nuove stelle e le galassie “rosse e morte”, che hanno cessato la formazione stellare. Una volta che una galassia ha accumulato un certo numero di stelle, passa rapidamente dal blu al rosso. Ma il meccanismo che determina questo brusco cambiamento è rimasto un mistero.
Richard Bower dell’Università di Durham, nel Regno Unito, ed i suoi colleghi hanno eseguito simulazioni che mostrano che il numero critico di stelle è dovuto ad un delicato equilibrio tra la quantità di gas che entra nella galassia e quella che ne può uscire.
“Il gas abbandona una galassia quando le sue stelle esplodono in supernove, formando una calda bolla gassosa che viene espulsa dalla galassia come un palloncino di elio”, afferma Joop Schaye del Leiden Observatory nei Paesi Bassi. “Il gas penetra in quella stessa galassia tramite il risucchio del buco nero supermassiccio al suo centro”.
In galassie di piccola massa che stanno ancora sfornando nuove stelle, le giovani stelle e le supernove di recente formazione espellono gas caldo fuori della galassia abbastanza da compensare il tasso a cui il buco nero centrale trascina nuovo gas al suo interno. Ma solo il gas freddo può collassare per formare nuove stelle. Il passaggio dal blu al rosso si verifica una volta che le galassie diventano massicce abbastanza da far crescere un grande alone di gas caldo, riscaldato dall’attrazione gravitazionale della galassia che si sta ingrandendo.
“La massa della galassia è legata a questo alone, che viene tenuto strettamente insieme dalla forza di gravità”, dice Schaye. “Questo alone diventa così caldo quando la galassia diventa così pesante che impedisce che le bolle di gas prodotte da supernove si disperdano all’esterno, sigillando la galassia da un lato”. Le bolle di gas che un tempo lasciavano la galassia come palloncini al vento ora sono attratte nel suo centro, dove vengono assorbite dal buco nero supermassiccio. “Il buco nero cresce rapidamente e genera una gran quantità di energia in grado di soffiare via il restante gas freddo”, completando la transizione dal blu al rosso, continua Schaye.
Il team si augura che i risultati dello studio possano servire da stimolo per ulteriori indagini sul ciclo di vita delle galassie. “È troppo presto per dire con certezza che questo è proprio quello che sta succedendo, ma il meccanismo è molto convincente”, spiega Andrew Pontzen dell’University College di Londra. “Ci sono altri fattori là fuori che potrebbero spogliare le galassie del gas utilizzabile per la formazione stellare e di conseguenza spegnerle, quindi in realtà si potrebbe trattare di una combinazione di questi fattori. Ma scommetterei che il meccanismo descritto in questo studio ha la sua importanza”.
[ Barbara Bubbi ]
Credit NASA/ESA
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