Misteri galattici svelati: le galassie nane si rivelano inaspettate centrali di formazione stellare - METEO GIORNALE: primo sito meteo italiano di Previsioni Meteo
Quando osserviamo le immense galassie piene di innumerevoli stelle, è facile pensare che siano delle vere e proprie fabbriche di stelle, capaci di produrre sfere luminose di gas. Tuttavia, sono le galassie nane, meno evolute, ad avere maggiori regioni di formazione stellare, con tassi di formazione stellare più elevati.
Recenti scoperte fatte dai ricercatori dell’Università del Michigan hanno gettato luce su questo fenomeno: le galassie nane sperimentano un ritardo di circa 10 milioni di anni prima di espellere il gas che ingombra il loro spazio. Questo ritardo permette alle regioni di formazione stellare in queste galassie di trattenere più a lungo il loro gas e la loro polvere, favorendo la formazione e lo sviluppo di un maggior numero di stelle.
In queste galassie nane relativamente incontaminate, le stelle massicce – stelle circa 20-200 volte la massa del nostro sole – collassano in buchi neri invece di esplodere come supernove. Ma in galassie più evolute e inquinate, come la nostra Via Lattea, è più probabile che esplodano, generando così un super-vento collettivo. Gas e polvere vengono espulsi dalla galassia e la formazione stellare si ferma rapidamente.
I risultati sono stati pubblicati nell’Astrophysical Journal.
“Quando le stelle diventano supernove, inquinano il loro ambiente producendo e rilasciando metalli”, ha detto Michelle Jecmen, autrice principale dello studio e ricercatrice universitaria. “Sosteniamo che a bassa metallicità - ambienti galattici relativamente incontaminati – c’è un ritardo di 10 milioni di anni nell’inizio dei forti super-venti, che a loro volta risultano in una maggiore formazione stellare”.
La Forcella di Hubble e la Classificazione Galattica
I ricercatori dell’Università del Michigan fanno riferimento a ciò che viene chiamato la forcella di Hubble, un diagramma che rappresenta il modo in cui l’astronomo Edwin Hubble ha classificato le galassie. Nel manico della forcella ci sono le galassie più grandi. Enormi, rotonde e piene di stelle, queste galassie hanno già trasformato tutto il loro gas in stelle. Lungo i denti della forcella ci sono le galassie a spirale che hanno ancora gas e regioni di formazione stellare lungo le loro braccia compatte. Alla fine dei denti della forcella ci sono le galassie meno evolute e più piccole.
“Ma queste galassie nane hanno proprio queste regioni di formazione stellare molto grandi”, ha detto l’astronoma dell’Università del Michigan Sally Oey, autrice senior dello studio. “Ci sono state alcune idee su perché ciò accada, ma la scoperta di Michelle offre una spiegazione molto valida: queste galassie hanno difficoltà a fermare la loro formazione stellare perché non riescono a soffiare via il loro gas”.
Inoltre, questo periodo di 10 milioni di anni di quiete offre agli astronomi l’opportunità di osservare scenari simili all’alba cosmica, un periodo di tempo subito dopo il Big Bang, ha detto Jecmen. In galassie nane incontaminate, il gas si raggruppa e forma lacune attraverso le quali la radiazione può sfuggire. Questo fenomeno già noto è chiamato il modello “picket fence”, con la radiazione UV che sfugge tra le fessure della recinzione. Il ritardo spiega perché il gas avrebbe avuto il tempo di raggrupparsi.
L’alba cosmica e la radiazione ultravioletta
La radiazione ultravioletta è importante perché ionizza l’idrogeno – un processo che è avvenuto anche subito dopo il Big Bang, causando il passaggio dell’universo da opaco a trasparente.
“Quindi, guardare le galassie nane a bassa metallicità con molta radiazione UV è in qualche modo simile a guardare indietro fino all’alba cosmica”, ha detto Jecmen. “Comprendere il tempo vicino al Big Bang è così interessante. È fondamentale per la nostra conoscenza. È qualcosa che è accaduto così tanto tempo fa – è affascinante che possiamo vedere situazioni simili in galassie che esistono oggi”.
Evidenze osservative
Un secondo studio, pubblicato nell’Astrophysical Journal Letters e guidato da Oey, ha utilizzato il Telescopio Spaziale Hubble per osservare Mrk 71, una regione in una galassia nana vicina a circa 10 milioni di anni luce di distanza. In Mrk 71, il team ha trovato evidenze osservative dello scenario di Jecmen. Utilizzando una nuova tecnica con il Telescopio Spaziale Hubble, il team ha impiegato un set di filtri che guarda la luce del carbonio triplamente ionizzato.
In galassie più evolute con molte esplosioni di supernove, queste esplosioni riscaldano il gas in un ammasso stellare a temperature molto elevate – a milioni di gradi Kelvin, ha detto Oey. Mentre questo super-vento caldo si espande, spazza via il resto del gas dagli ammassi stellari. Ma in ambienti a bassa metallicità come Mrk 71, dove le stelle non esplodono, l’energia all’interno della regione viene irradiata. Non ha la possibilità di formare un super-vento.
I filtri del team hanno rilevato una debole luce del carbonio ionizzato in tutto Mrk 71, dimostrando che l’energia viene irradiata. Pertanto, non c’è un super-vento caldo, permettendo invece al gas denso di rimanere nell’ambiente.
Oey e Jecmen dicono che ci sono molte implicazioni per il loro lavoro.
“I nostri risultati possono anche essere importanti per spiegare le proprietà delle galassie che vengono osservate all’alba cosmica dal Telescopio Spaziale James Webb proprio ora”, ha detto Oey. “Penso che siamo ancora nel processo di comprensione delle conseguenze”.
