Piano Supergalattico: risolto l’enigma delle galassie

Perché l’immenso Piano Supergalattico è prevalentemente riempito da un unico tipo di galassia? Questo mistero astronomico di vecchia data potrebbe finalmente essere stato risolto.

La Via Lattea, la nostra casa cosmica, è annidata all’interno di una vasta distesa conosciuta come Superammasso locale. Questa struttura colossale comprende numerosi e grandi ammassi di galassie e una moltitudine di singole galassie. Caratterizzato dalla sua configurazione a forma di frittella, il Superammasso si estende per quasi un miliardo di anni luce in larghezza, guadagnandosi per questo il soprannome di Piano Supergalattico.

La maggior parte delle galassie nell’universo rientrano in una di queste due categorie: in primo luogo, le galassie ellittiche, costituite principalmente da vecchie stelle e contenenti buchi neri centrali tipicamente estremamente massicci, e in secondo luogo, galassie a disco con formazione stellare attiva, con una struttura a spirale simile a quella della Via Lattea. Entrambi i tipi di galassie si trovano anche nel Superammasso Locale, ma mentre il Piano Supergalattico pullula di galassie ellittiche luminose, le galassie a disco luminoso (galassie a spirale) sono vistosamente assenti.

Un’anomalia cosmica sfida il modello standard della cosmologia

Questa peculiare segregazione delle galassie nell’universo locale, nota fin dagli anni ’60, figura in primo piano in un recente elenco di “anomalie cosmiche” compilato dal famoso cosmologo e premio Nobel 2019 Jim Peebles.

Ora un team internazionale guidato dagli astrofisici dell’Università di Helsinki, Till Sawal e Peter Johansson, sembra aver trovato una spiegazione.

In un articolo pubblicato sulla rivista Nature Astronomy, gli scienziati mostrano come le diverse distribuzioni delle galassie ellittiche e a disco si originano naturalmente a causa dei diversi ambienti che si trovano all’interno e all’esterno del Piano Supergalattico.

“Nei densi ammassi di galassie che si trovano sul Piano Supergalattico, le galassie sperimentano frequenti interazioni e fusioni, che portano alla formazione di galassie ellittiche e alla crescita di buchi neri supermassicci. Al contrario, lontano dal piano, le galassie possono evolversi in relativo isolamento, il che le aiuta a preservare la loro struttura a spirale”, ha spiegato Till Sawala.

Nel loro lavoro, il team ha utilizzato la simulazione SIBELIUS (Simulations Beyond The Local Universe), che segue l’evoluzione dell’universo nel corso di 13,8 miliardi di anni, dall’universo primordiale ad oggi. La simulazione è stata eseguita sul supercomputer in Inghilterra e sul supercomputer Mahti di CSC in Finlandia.

Implicazioni e direzioni future in cosmologia

Mentre la maggior parte delle simulazioni simili considerano zone casuali dell’universo che non possono essere direttamente confrontate con le osservazioni, la simulazione SIBELIUS mira a riprodurre con precisione le strutture osservate, incluso il Superammasso Locale.

Il risultato finale della simulazione è notevolmente coerente con le osservazioni.

“Per caso, lo scorso dicembre sono stato invitato a un simposio in onore di Jim Peebles, dove ha presentato il problema nella sua conferenza. E mi sono reso conto che avevamo già completato una simulazione che poteva contenere la risposta”, ha commentato Till Sawal. “La nostra ricerca mostra che i meccanismi conosciuti dell’evoluzione delle galassie funzionano anche in questo ambiente cosmico unico”, ha aggiunto.

Accanto al dipartimento di fisica, il campus Kumpula dell’Università di Helsinki ospita una grande statua che mostra la distribuzione delle galassie nel Superammasso Locale. È stato inaugurato 20 anni fa dal cosmologo britannico Carlos Frenk, che è uno dei coautori di questo nuovo studio.

“La distribuzione delle galassie nel Superammasso Locale è davvero notevole”, ha dichiarato Frenk dei nuovi risultati. “Ma non è un’anomalia: il nostro risultato mostra che il nostro modello standard della materia oscura può produrre le strutture più straordinarie dell’universo”, ha concluso.

Fonte: Nature Astronomy