Il Carburante per Formare Stelle nelle Galassie

Nelle galassie si annidano enormi riserve di freddo idrogeno gassoso, il materiale grezzo per la formazione stellare. Un nuovo studio prende in esame la possibilità che tali riserve siano molto differenti nelle galassie più antiche rispetto a quelle presenti nelle galassie locali.

La formazione delle stelle è un processo fondamentale che determina come evolvono le galassie nel tempo. Sappiamo che la nascita delle stelle ha luogo in fredde nubi di gas molecolare e che i tassi di formazione stellare aumentano in galassie con maggiore densità di idrogeno molecolare.  Ma non tutto il gas freddo presente nel mezzo interstellare esiste in forma molecolare. Nell’Universo locale vicino a noi quasi il 70 percento dell’idrogeno gassoso si trova sotto forma di singoli atomi, mentre il resto come idrogeno molecolare, la forma biatomica H2, il carburante per far nascere le stelle. Ma questo era vero anche per galassie più antiche?

Secondo varie simulazioni il rapporto tra idrogeno molecolare e atomico nell’Universo primordiale era più elevato, cioè una quantità maggiore di idrogeno era sotto forma molecolare, adatta ad alimentare la formazione stellare, ma questa teoria è difficile da testare dal punto di vista osservativo. Attualmente i radiotelescopi non sono in grado di misurare l’idrogeno atomico in galassie molto distanti, come quelle che risplendevano durante l’epoca di picco della formazione stellare nell’Universo, 10 miliardi di anni fa.

Attualmente, tuttavia, è stato misurato l’idrogeno atomico in galassie più vicine, distanti tra 2,5 e 4 miliardi di anni luce. Uno studio recente di sette galassie a questa distanza aveva dimostrato che le riserve di idrogeno in queste galassie erano dominate da idrogeno molecolare, al contrario di quanto accade nelle galassie più recenti. Se questo è vero, probabilmente le riserve di gas sono cambiate drasticamente nel periodo tra allora e adesso. Ma un team di scienziati dell’International Centre for Radio Astronomy Research in Australia, guidato da Luca Cortese, ha messo in dubbio questi risultati. Il team ha realizzato osservazioni con ALMA per stimare il rapporto tra idrogeno molecolare e atomico in cinque massicce galassie attive nella formazione stellare ad una distanza di circa 3 miliardi di anni luce. Poi hanno combinato i risultati con i dati dello studio precedente.

Le nuove galassie osservate non mostrano la predominanza di gas molecolare che era stata rilevata nelle galassie studiate in precedenza. Il team afferma che l’aggiunta delle nuove galassie al campione ha permesso di scoprire che la riserva di gas delle galassie a disco di 3 miliardi di anni fa è probabilmente la stessa ancora individuabile nelle galassie più giovani, il che suggerisce che la formazione stellare nelle galassie lontane 3 miliardi di anni luce sia alimentata nello stesso modo di quella attuale. Man mano che migliorerà la tecnologia dei telescopi potremo essere in grado di esplorare se questo possa essere vero anche per galassie ancora più distanti.
[ Barbara Bubbi ]

http://aasnova.org/2017/11/03/tracing-the-fuel-for-forming-stars/

Credit T. A. Rector & B. A. Wolpa, NOAO, AURA