Anche se l'astronave ha esaurito la sua fornitura di liquido di raffreddamento ad elio necessario per osservare l'energia a infrarossi dell'Universo distante, i dati raccolti dall'osservatorio spaziale Herschel dell'ESA stanno ancora aiutando a svelare misteri cosmici - come il modo in cui le prime galassie ellittiche sono cresciute così rapidamente così rapidamente, riempiendosi con le stelle e poi, piuttosto improvvisamente, chiudendo del tutto la formazione stellare.
Ora, usando le informazioni inizialmente raccolte da Herschel e poi indagando più da vicino con molti altri osservatori spaziali e terrestri, i ricercatori hanno trovato un "anello mancante" nell'evoluzione delle prime ellittiche: un'enorme fusione scintillante di stelle di due enormi galassie, catturata nell'atto in cui l'Universo aveva solo 3 miliardi di anni.
È stato un enigma cosmologico di vecchia data: come si sono formate enormi galassie nell'universo primordiale? Le osservazioni di distanti galassie ellittiche distanti piene di vecchie stelle rosse (e poche brillanti, giovani) esistenti quando l'Universo aveva solo pochi miliardi di anni non si allineano con il modo in cui una volta si pensava che tali galassie si formassero, vale a dire attraverso accumulo graduale di molte galassie nane più piccole.
Ma un tale processo richiederebbe molto tempo - molto più di qualche miliardo di anni. Quindi un altro suggerimento è che massicce galassie ellittiche avrebbero potuto formarsi dalla collisione e dalla fusione di grandi galassie, ognuna piena di gas, polvere e nuove stelle ... e che la fusione avrebbe scatenato una formazione frenetica di ancora più stelle.
L'indagine su una regione luminosa trovata per la prima volta da Herschel, chiamata HXMM01, ha identificato una tale fusione di due galassie, distante 11 miliardi di anni luce.
Le enormi galassie sono collegate da un ponte di gas e ognuna ha una massa stellare di circa 100 miliardi di soli - e stanno generando nuove stelle al ritmo incredibile di circa 2.000 all'anno.
"Stiamo osservando una fase più giovane nella vita di queste galassie - un'esplosione di attività adolescenziale che non durerà a lungo", ha dichiarato Hai Fu dell'Università della California a Irvine, autore principale di un nuovo studio che descrive i risultati .
Nascosto dietro vaste nuvole di polvere cosmica, gli occhi di Herschel cercarono calore anche per individuare HXMM01.
"Queste galassie che si fondono stanno esplodendo con nuove stelle e completamente nascoste dalla polvere", ha detto la coautrice Asantha Cooray, anche dell'Università della California a Irvine. "Senza i rilevatori a infrarossi lontani di Herschel, non saremmo stati in grado di vedere attraverso la polvere l'azione che si svolge dietro."
Herschel individuò per la prima volta il duo in collisione in immagini scattate con luce infrarossa a lunghezza d'onda maggiore, come mostrato nell'immagine sopra sul lato sinistro. Le osservazioni di follow-up di molti altri telescopi hanno contribuito a determinare l'estremo grado di formazione stellare che si sta verificando nella fusione, nonché la sua incredibile massa.
L'immagine a destra mostra una vista ravvicinata, con le galassie che si fondono in cerchio. I dati rossi provengono dall'array submillimetrico dell'Osservatorio astrofisico di Smithsonian in cima a Mauna Kea, nelle Hawaii, e mostrano regioni di formazione stellare avvolte dalla polvere. I dati verdi, raccolti dalla Very Large Array dell'Osservatorio nazionale di astronomia radiofonica, vicino a Socorro, New York, mostrano il gas monossido di carbonio nelle galassie. Inoltre, il blu mostra la luce delle stelle.
Sebbene le galassie di HXMM01 producano migliaia di nuove stelle ogni anno in più rispetto alla nostra Via Lattea, un tasso di formazione stellare così elevato non è sostenibile. Il serbatoio di gas contenuto nel sistema si esaurirà rapidamente, estinguendo ulteriormente la formazione stellare e portando a una popolazione che invecchia di stelle rosse a bassa massa, fredde - effettivamente "spegnendo" la formazione stellare, come ciò che è stato visto in altre prime ellittiche.
Fu e il suo team stimano che ci vorranno circa 200 milioni di anni per convertire tutto il gas in stelle, con il processo di fusione completato entro un miliardo di anni. Il prodotto finale sarà una massiccia galassia ellittica rossa e morta di circa 400 miliardi di masse solari.
Lo studio è stato pubblicato nel numero online del 22 maggio di Natura.
Maggiori informazioni sul comunicato stampa dell'ESA Herschel qui e sul sito della NASA qui. Inoltre, controlla un'animazione della fusione galattica di seguito:
Credito immagine principale: ESA / NASA / JPL-Caltech / UC Irvine / STScI / Keck / NRAO / SAO
