Credito d'immagine: NRAO
Gli astronomi che studiano le nuvole di gas nella famosa Whirlpool Galaxy hanno trovato importanti indizi a sostegno di una teoria che cerca di spiegare come gli spettacolari bracci a spirale delle galassie possano persistere per miliardi di anni. Gli astronomi hanno applicato le tecniche utilizzate per studiare nuvole di gas simili nella nostra Via Lattea per quelle per la prima volta nei bracci a spirale di una galassia vicina, e i loro risultati rafforzano una teoria proposta per la prima volta nel 1964.
La Whirlpool Galaxy, distante circa 31 milioni di anni luce, è una bellissima spirale nella costellazione di Canes Venatici. Conosciuto anche come M51, è visto quasi faccia a faccia dalla Terra ed è familiare agli astronomi dilettanti ed è stato descritto in innumerevoli manifesti, libri e articoli di riviste.
"Questa galassia è stata un grande obiettivo per il nostro studio sulle braccia a spirale e su come funziona la formazione stellare", ha affermato Eva Schinnerer, del National Radio Astronomy Observatory di Socorro, Nuovo Messico. "Era l'ideale per noi perché è una delle spirali faccia a faccia più vicine nel cielo", ha aggiunto.
Schinnerer ha lavorato con Axel Weiss dell'Institute for Millimeter Radio Astronomy (IRAM) in Spagna, Susanne Aalto dell'Osservatorio spaziale Onsala in Svezia e Nick Scoville di Caltech. Gli astronomi hanno presentato i loro risultati all'incontro della American Astronomical Society a Denver, in Colorado.
Gli scienziati hanno analizzato l'emissione radio da molecole di monossido di carbonio (CO) in gigantesche nuvole di gas lungo i bracci a spirale dell'M51. Utilizzando i telescopi dell'Osservatorio radiofonico Owens Valley di Caltech e il radiotelescopio di 30 metri dell'IRAM, sono stati in grado di determinare le temperature e le quantità di turbolenza all'interno delle nuvole. I loro risultati forniscono un forte supporto a una teoria secondo cui le "onde di densità" spiegano come i bracci a spirale possano persistere in una galassia senza avvolgersi così strettamente che, in effetti, scompaiono.
La teoria delle onde di densità, proposta da Frank Shu e C.C. Lin, nel 1964, afferma che il modello a spirale di una galassia è un'onda di maggiore densità, o compressione, che ruota attorno alla galassia a una velocità diversa da quella del gas e delle stelle della galassia. Schinnerer e i suoi colleghi hanno studiato una regione in uno dei bracci a spirale dell'M51 che presumibilmente ha appena superato e attraversato l'onda di densità.
I loro dati indicano che il gas sul bordo posteriore del braccio a spirale, che più recentemente è passato attraverso l'onda di densità, è sia più caldo che più turbolento del gas nel bordo anteriore del braccio, che avrebbe attraversato l'onda di densità più tempo fa .
"Questo è ciò che ci aspetteremmo dalla teoria delle onde di densità", ha affermato Schinnerer. "Il gas che ha attraversato l'onda di densità in precedenza ha avuto il tempo di raffreddarsi e perdere la turbolenza causata dal passaggio", ha aggiunto.
"I nostri risultati mostrano, per la prima volta, come l'onda di densità opera su una scala nuvola-nuvola e come promuove e previene la formazione di stelle nei bracci a spirale", ha detto Aalto.
Il prossimo passo, dicono gli scienziati, è guardare altre galassie a spirale per vedere se è presente un modello simile. Dovrà aspettare, ha detto Schinnerer, perché l'emissione radio da molecole di CO che fornisce informazioni su temperatura e turbolenza è molto debole.
“Quando Atacama Large Millimeter Array (ALMA) entrerà in linea, avrà la capacità di estendere questo tipo di studio ad altre galassie. Non vediamo l'ora di utilizzare ALMA per testare il modello di onda di densità in modo più approfondito ", ha affermato Schinnerer. ALMA è un osservatorio a onde millimetriche che utilizzerà 64 antenne paraboliche da 12 metri di diametro nel deserto di Atacama, nel nord del Cile. Ora in costruzione, ALMA fornirà agli astronomi una capacità senza precedenti di studiare l'Universo a lunghezze d'onda millimetriche.
La Whirlpool Galaxy fu scoperta dal cacciatore di comete francese Charles Messier il 13 ottobre 1773. La includeva come oggetto numero 51 nel suo ormai famoso catalogo di oggetti astronomici che, in un piccolo telescopio, poteva essere scambiato per una cometa. Nel 1845, l'astronomo britannico Lord Rosse scoprì la struttura a spirale nella galassia. Per gli astronomi dilettanti che usano i telescopi in luoghi con cielo scuro, M51 è un oggetto da esposizione.
Il National Radio Astronomy Observatory è una struttura della National Science Foundation, gestita in accordo con la cooperazione da Associated Universities, Inc.
Fonte originale: Comunicato stampa NRAO
