Una Galassia che Sfida le Attuali Teorie

Gli astronomi hanno scoperto, con l’aiuto del telescopio Hubble, un oggetto davvero sorprendente: il primo esempio di una galassia massiccia ma compatta, le cui stelle sono disposte in un disco in rapida rotazione, che ha cessato di far nascere nuovi astri pochi miliardi di anni dopo il Big Bang.

La scoperta di una simile galassia nel giovane Universo rappresenta una sfida per le attuali teorie sulla formazione ed evoluzione delle galassie massicce, secondo i ricercatori. Si tratta della prima evidenza osservativa diretta che almeno alcune delle più antiche galassie cosiddette “morte”, quelle in cui è cessata la formazione di nuove stelle, in qualche modo evolvono da un disco simile a quello della Via Lattea fino a diventare le gigantesche galassie ellittiche sferoidali che oggi osserviamo nel vicino Universo.

È una scoperta sorprendente perché le galassie ellittiche, che si riteneva in precedenza si formassero da fusioni galattiche su ampia scala, presentano tipicamente assenza di bracci di spirale, nessuna popolazione stellare giovane e contengono stelle anziane. Inoltre il movimento delle stelle è molto piu disordinato rispetto alle spirali, le quali presentano, in particolare nei bracci, molte stelle giovani e molte in formazione. Almeno alcune delle antiche galassie a disco in cui è cessata precocemente la formazione stellare, simili a quella appena individuata, devono aver subito cambiamenti radicali per raggiungere le forme e le caratteristiche attualmente osservabili nelle tipiche galassie “morte”. Non solo hanno modificato la loro struttura, ma anche i moti delle loro stelle per assumere la forma di una galassia ellittica.

Studi precedenti relativi alle galassie “morte” nel giovane Universo avevano ipotizzato che la loro struttura fosse simile alle galassie ellittiche in cui in seguito si sarebbero evolute. Confermare questa ipotesi in linea di massima richiede l’utilizzo di telescopi spaziali più potenti di quelli disponibili attualmente. Tuttavia grazie al fenomeno noto come lente gravitazionale un ammasso di galassie massiccio in primo piano agisce come lente naturale, amplificando e distorcendo le immagini di galassie di fondo molto più distanti. In questo modo gli scienziati sono stati in grado di penetrare nel centro della galassia appena scoperta, chiamata MACS 2129-1.

La galassia è tre volte più massiccia della Via Lattea, ma la sua dimensione è soltanto la metà. Misurazioni della velocità rotazionale realizzate con il Very Large Telescope (VLT) hanno mostrato che il disco galattico sta ruotando oltre due volte più velocemente rispetto alla Via Lattea. Il team, inoltre, è stato in grado di determinare la massa stellare, il tasso di formazione stellare e le età delle stelle.

Non è ancora noto il motivo per cui questa particolare galassia abbia cessato di formare stelle. Potrebbe essere il risultato di un nucleo galattico attivo, per cui la presenza di un buco nero supermassiccio inonda di energia la galassia e inibisce la formazione stellare riscaldando il gas o provocandone l’espulsione. O potrebbe essere dovuto al fatto che il gas freddo in movimento verso la galassia viene rapidamente compresso e riscaldato, non riuscendo a raffreddarsi per formare nubi di nascita stellare.

Ma come sono evoluti questi giovani, massicci dischi compatti nelle galassie ellittiche che osserviamo nell’Universo? “Probabilmente grazie a fusioni”, ha detto Sune Toft dell’University of Copenhagen, a guida dello studio pubblicato su Nature. “Se queste galassie crescono grazie a fusioni con compagne più piccole, e queste compagne mignon arrivano in gran numero e da ogni sorta di angolo differente nella galassia, questo potrebbe alla fine rendere casuali le orbite delle stelle. Si possono anche ipotizzare fusioni maggiori, che potrebbero compromettere definitivamente il movimento ordinato delle stelle”.
[ Barbara Bubbi ]

http://hubblesite.org/news_release/news/2017-26

Credits Science: NASA, ESA, and S. Toft (University of Copenhagen)