giovedì 1 agosto 2013

RISOLTO IL MISTERO DELLE "GALASSIE SPENTE"

L’enigma delle “galassie spente”, ovvero il loro apparente continuare a crescere anche a formazione stellare terminata, è stato risolto grazie alla survey COSMOS del telescopio spaziale Hubble. Fra gli autori della scoperta, in corso di pubblicazione su The Astrophysical Journal, Marcella Carollo dell’ETH di Zurigo e Alvio Renzini dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Padova.

 20 delle galassie osservate da COSMOS (crediti: NASA, ESA, M. Carollo/ETH Zurich)


Alcune galassie, nel corso della loro evoluzione, raggiungono uno stadio in cui il processo di formazione stellare s’estingue: in altre parole, si spengono. C’è un aspetto che da sempre lascia perplessi gli astronomi: le galassie spente osservabili nel lontano passato appaiono molto più piccole delle galassie spente dell’universo odierno. Come possono crescere, queste ultime, se la formazione stellare è terminata? Avvalendosi d’un’ampia raccolta d’osservazioni realizzata con il telescopio spaziale Hubble di ESA e NASA, un team internazionale di astronomi è ora riuscito a dare una risposta sorprendentemente semplice a questo enigma cosmico di lunga data.

Fino a oggi si riteneva le grandi galassie spente a noi vicine – dunque anche più recenti – fossero l’esito della crescita di quelle più piccole, anch’esse inattive, osservabili nel passato del cosmo. Trattandosi però di galassie nelle quali non si stanno più formando nuove stelle, la loro crescita era attribuita a processi di collisione e fusione con altre galassie spente più piccole, di massa fra le cinque e le dieci volte inferiore. Simili processi di fusione implicherebbero però la presenza d’una ragguardevole quantità di queste piccole galassie, per dar modo alla popolazione delle galassie inattive di pasteggiare – presenza che però non si riscontra.

«L'apparente lievitare delle galassie inattive è stato per molti anni uno fra i più grandi quesiti irrisolti dell’evoluzione galattica», dice Marcella Carollo dell’ETH di Zurigo, prima autrice di un articolo su queste galassie in corso di pubblicazione su The Astrophysical Journal. «Prima della survey COSMOS di Hubble, nessuna fra le raccolte d’immagini disponibili era ampia a sufficienza da permetterci di studiare un grande numero di galassie esattamente allo stesso modo», aggiunge uno dei coautori, Nick Scoville del Caltech (USA).
Ora per la prima volta, grazie alle osservazioni realizzate nel corso della survey COSMOS con il telescopio spaziale Hubble, gli astronomi sono riusciti a identificare e contare le galassie inattive lungo ben otto miliardi di anni di storia cosmica. Il team ha utilizzato l'ampia raccolta d’immagini di COSMOS, integrandola con osservazioni realizzate con i due telescopi Canada-France-Hawaii e Subaru (entrambi alle Hawaii), per sbirciare indietro nel tempo fino a quando l'universo aveva meno della metà della sua età attuale. La porzione di cielo studiata si estende su un’area pari a quasi nove volte quella della Luna piena.
Le galassie inattive risalenti a quell’epoca sono piccole e compatte, e sorprendentemente sembrano rimanere tali. Invece di lievitare e crescere attraverso fusioni nel corso del tempo, queste piccole galassie mantengono per lo più le dimensioni che avevano quando la formazione stellare è terminata. Ma allora perché sembra che con il passare del tempo diventino sempre più grandi?


«Abbiamo scoperto che molte delle galassie più grandi, in realtà, si sono spente tardi, in epoche successive, andando poi a raggiungere le sorelle inattive più piccole e dando così l’impressione – erronea – d’una crescita delle singole galassie nel corso del tempo», nota Simon Lilly, anch’egli dell’ETH di Zurigo.


«È stato un po’ come accorgersi che l’aumento della dimensione media degli appartamenti d’una città non era dovuto all’aggiunta di nuove stanze ai vecchi edifici, bensì alla costruzione d’interi nuovi appartamenti più grandi di quelli precedenti», spiega Alvio Renzini dell'INAF – Osservatorio Astronomico di Padova.
Questo ci dice molto su come le galassie si sono evolute nel corso degli ultimi otto miliardi di anni di storia dell'universo. «La risposta all’enigma offerta dal nostro studio è sorprendentemente semplice e ovvia. Ed è ogni volta una grande soddisfazione riuscire a cogliere la semplicità in mezzo all’apparente complessità della natura», conclude Carollo.


Contatti:
Alvio Renzini
INAF -Osservatorio Astronomico Padova Tel: 049.8293.503
Email: alvio.renzini@oapd.inaf.it

Multimedia:
L’immagine in allegato (crediti: NASA, ESA, M. Carollo/ETH Zurich), raffigurante 20 delle galassie osservate da COSMOS, è disponibile in alta risoluzione sul sito del telescopio spaziale Hubble, all’indirizzo:

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