Le galassie ellittiche apparentemente possono sembrare molto semplici, invece nascondono molti misteri
Quasi tutte le stelle presenti nell’universo sono parte di enormi galassie ellittiche. La Via Lattea invece ha una forma differente, è una galassia a spirale, con enormi braccia che si dipartono dal nucleo.
Le galassie ellittiche apparentemente possono sembrare molto semplici, invece nascondono molti misteri. Queste galassie sono composte da stelle molto vecchie e al loro interno non nascono nuove stelle.
La formazione delle galassie ellittiche è un mistero che la teoria e l’osservazione cerca di svelare da molto tempo. Oggi esiste un nuovo studio, pubblicato su Nature Astronomy, che potrebbe finalmente rispondere alla domanda.
Le stelle nascono dal collasso di enormi nubi di gas contenute all’interno delle galassie. Quando una massa sufficiente di gas collassando avvia i processi di fusione nucleare dell’idrogeno al centro della proto stella, questa si accende. Affinché questo avvenga le galassie devono essere ricche di gas.
Il nuovo studio ha rilevato lo strano comportamento della galassia ID2299, che sta espellendo quasi la metà del gas che contiene. La galassia rilascia una quantità di gas pari a 10.000 stelle di massa solare all’anno, espellendo il 46% del gas freddo totale contenuto nella galassia.
Ma all’interno di ID2299 ancora oggi nascono nuove stelle che consumano rapidamente il restante gas freddo. La produzione di stelle in questa galassia è centinaia di volte più rapida della produzione stellare della nostra galassia. Se il ritmo di produzione stellare rimarrà costante ID2299 smetterà di produrre nuove stelle tra poche decine di milioni di anni. Un tempo molto breve rispetto alla velocità tipica di formazione stellare nelle galassie che è di alcuni miliardi di anni.
A causare l’espulsione massiccia di gas dalla galassia ID2299 è una coda di marea causata dalla fusione con un’altra galassia. Le code di marea sono flussi di stelle e gas che si estendono nello spazio interstellare, come risultato delle forze di marea causate dall’interazione tra due galassie.
Le code di marea si possono osservare facilmente nelle galassie vicine che si stanno fondendo, ma è più difficile individuarle in galassie lontane a causa della loro scarsa emissione di luce.
La coda di marea osservata su ID2299 è stata osservata quando l’universo aveva solo 4,5 miliardi di anni (il nostro universo ha ora circa 14 miliardi di anni), il team ha potuto osservare l’espulsione del gas proprio nelle sue fasi iniziali, quando le code sono molto luminose e visibili quindi a grandi distanze.
Il team guidato da Annagrazia Puglisi Ricercatrice Associata del Center for Extragalactic Astronomy, Durham University, ha trovato la galassia esaminando un sondaggio effettuato con l’ Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) , progettato per studiare le proprietà del gas freddo in più di 100 galassie nell’universo distante. I dati di ALMA hanno fornito lo spettro del gas freddo che forma le stelle. L’espulsione è stata osservata come un’ampia linea di emissione, vicino alla linea di emissione molto prominente associata alla galassia. Da questo spettro, il team ha misurato la massa e la velocità del gas espulso.
Questa è la prima osservazione fatta su una galassia tipica nella fase di formazione stellare nell’universo distante che è prossima alla fine a causa dell’espulsione del gas freddo. Questa è la prima volta che osserviamo una tipica galassia in formazione stellare massiccia nell’universo distante che sta per morire a causa di una massiccia emissione di gas freddo. Lo studio del team fornisce un’importante conferma osservativa del fatto che le galassie possono cessare di far nascere stelle a causa delle espulsioni di gas.
Simulazioni e precedenti osservazioni suggerivano che le espulsioni di gas erano associate a venti galattici prodotti dall’accrescimento dei buchi neri supermassicci o da episodi di formazione stellare intensa. Nel nuovo studio, il team ha dimostrato che l’espulsione osservata nella galassia ID2299 non può essere spiegata dal vento galattico. I risultati potrebbero quindi portare a rivedere la comprensione di come le galassie cessano di dare vita alle loro stelle.
Lo studio mostra che le fusioni hanno un ruolo fondamentale nell’evoluzione delle galassie perché sono in grado di espellere grandi quantità di gas, arrestare la formazione stellare e influenzarne la crescita.
Studi futuri con ulteriori dati e osservazioni ad alta risoluzione permetteranno di comprendere meglio le dinamiche del gas espulso nella galassia ID2299. Anche l’osservazione di più espulsioni in altre galassie lontane sarà importante per capire quanto siano comuni questi fenomeni.
