Lo spazio è un luogo violento, disseminato di galassie che si sono cannibalizzate a vicenda per sopravvivere. Alcuni di questi sopravvissuti sono fossili galattici, che rivelano scorci del passato perché si sono formati nell’universo primordiale.
Uno di loro, noto come Tucana II, ha una storia molto più intrigante da raccontare di quanto gli scienziati credessero in precedenza, secondo un nuovo studio.
La nostra galassia, la Via Lattea, è circondata da galassie più piccole, chiamate galassie nane, anch’esse considerate fossili galattici. Uno di questi fossili galattici è Tucana II, una galassia nana ultra-debole molto primitiva e antica situata a 163.000 anni luce dalla Terra.
Gli scienziati sanno che è una galassia primitiva perché contiene stelle con un basso contenuto di metalli.
Quando le stelle esplodono vengono creati metalli e altri elementi pesanti. Le stelle che si sono formate nei primi giorni dell’universo avevano meno metalli rispetto alle stelle che sono venute dopo di loro.
“Le stelle producono elementi nel corso della loro vita, che diffondono nel gas circostante quando esplodono come potenti supernovae“, ha spiegato in una dichiarazione il coautore dello studio Joshua Simon, astronomo presso la Carnegie Institution for Science di Washington, DC.
“Queste materie prime vengono quindi incorporate in nuove stelle, rendendo ogni successiva generazione stellare più chimicamente complessa rispetto ai suoi predecessori. Di conseguenza, sappiamo che le stelle contenenti quantità molto piccole della maggior parte degli elementi sono incredibilmente vecchie“.
Gli astrofisici hanno utilizzato il telescopio SkyMapper a terra in Australia per osservare Tucana II nel cielo meridionale, e hanno trovato stelle ai margini della galassia primitiva ma ancora intrappolate dall’attrazione gravitazionale della galassia.
L’autore dello studio Anirudh Chiti, uno studente laureato presso il Massachusetts Institute of Technology, ha sviluppato un algoritmo per individuare le stelle con il contenuto di metallo più basso, che ha rivelato le stelle alla periferia della galassia.
“L’analisi di Ani mostra una connessione cinematica, che queste stelle lontane si muovono in sincronia con le stelle interne, come l’acqua del bagno che scende nello scarico“, ha detto la coautrice dello studio Anna Frebel, professore associato di fisica al MIT per lo sviluppo della carriera della famiglia Silverman, in un dichiarazione.
Questa connessione suggerisce che la galassia nana abbia un alone di materia oscura esteso, o un’area di materiale legata alla gravità della galassia, che essenzialmente si aggrappa a queste stelle.
Enorme alone
La materia oscura è materia invisibile che si ritiene costituisca più dell’85% dell’universo, fornendogli struttura. Gli astronomi per decenni hanno cercato prove fisiche di questa materia invisibile, che fornisce la struttura nelle galassie chiamate aloni.
Senza la struttura della materia oscura, le galassie cadrebbero a pezzi; è essenzialmente la colla che li tiene insieme. In Tucana II, questo alone di materia oscura è da tre a cinque volte più massiccio di quanto pensassero gli scienziati.
È la prima prova che una galassia nana ultra debole potrebbe possedere un alone così esteso come questo.
“Questo probabilmente significa anche che le prime galassie si sono formate in aloni di materia oscura molto più grandi di quanto si pensasse“, ha detto Frebel.
“Abbiamo pensato che le prime galassie fossero le galassie più piccole e deboli. Ma in realtà potrebbero essere state parecchie volte più grandi di quanto pensassimo, e non così piccole dopo tutto“.
Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Astronomy.
Le stelle ai margini di Tucana II sono anche molto più primitive delle stelle situate vicino al centro della galassia.
I ricercatori ritengono che questo significhi che la galassia potrebbe essere il sottoprodotto di una delle prime fusioni galattiche avvenute quando l’universo era giovanissimo, e che una di esse era solo un po’ meno primitiva dell’altra.
“Potremmo vedere la prima firma del cannibalismo galattico“, ha detto Frebel. “Una galassia potrebbe aver mangiato uno dei suoi vicini leggermente più piccoli e primitivi, mantenendo le loro stelle nella periferia“.
“Questa è la prima volta che vediamo qualcosa che assomiglia a una differenza chimica tra le stelle interne ed esterne in un’antica galassia“, ha detto Chiti.
Questa scoperta di uno squilibrio nelle stelle della galassia suggerisce ulteriormente il cannibalismo, in cui una piccola galassia ha inghiottito una galassia vicina.Questi eventi violenti accadono spesso in tutto l’universo.
“Tucana II finirà per essere mangiato dalla Via Lattea, nessuna pietà“, ha detto Frebel. “E si scopre che questa antica galassia potrebbe avere una sua storia cannibalistica“.
I ricercatori hanno in programma di osservare e studiare altre galassie come Tucana II che si trovano intorno alla Via Lattea perché potrebbero trovare stelle ancora più vecchie e distanti in queste galassie.
“Probabilmente ci sono molti altri sistemi, forse tutti, che hanno queste stelle che lampeggiano nella loro periferia“, ha concluso Frebel.
