Il centro della nostra galassia della Via Lattea. clicca per ingrandire
Gli astronomi stanno studiando le "galassie infrarosse luminose" vicine per farsi un'idea di come potrebbero essere le galassie estremamente distanti. Alcune di queste galassie sono 1/50 della dimensione della Via Lattea (2000 anni luce di diametro), ma hanno la stessa quantità di gas. Questo gas molto compatto provoca una formazione stellare pressoché costante e alimenta buchi neri supermassicci. Questo è probabilmente l'aspetto dell'Universo primordiale.
Se non puoi recarti nelle pittoresche sabbie della spiaggia di Waikiki, puoi sempre fare la cosa migliore e visitare una sponda locale. Entrambi i "punti caldi" avranno molto sole.
Gli astronomi stanno usando una tattica turistica simile, studiando le galassie estreme vicine note come "galassie infrarosse luminose" per conoscere le loro controparti distanti nell'universo primordiale. L'astronoma Christine Wilson (Smithsonian Astrophysical Observatory / McMaster University) e i suoi colleghi hanno trovato sorprendenti elementi comuni tra queste galassie estreme e i loro banali cugini come la Via Lattea.
"Queste galassie sono in qualche modo insolite, ma sorprendentemente normali in altri", ha detto Wilson. "Sono come sequoie giganti - sembrano spettacolari, ma crescono dalla stessa sporcizia del tuo arbusto di base".
Wilson ha presentato i risultati del suo team oggi in una conferenza stampa in occasione della 208a riunione dell'American Astronomical Society.
Le galassie infrarosse luminose e ultraluminose sono isole di stelle e polvere che emettono la maggior parte (90-99 percento) della loro luce a lunghezze d'onda infrarosse lunghe. Tutti gli esempi noti mostrano prove di interazioni e fusioni di galassie che li stanno suscitando. Gas e polvere si schiantano insieme al centro di queste galassie, alimentando enormi esplosioni di formazione stellare o alimentando giganteschi buchi neri centrali.
"Tutta l'azione in queste galassie sta avvenendo nei loro centri", ha detto Wilson.
Interazioni simili erano molto più comuni nell'universo primordiale quando le galassie erano più vicine tra loro. Le osservazioni hanno rilevato numerosi esempi di galassie estreme a distanze comprese tra 8 e 10 miliardi di anni luce. A queste grandi distanze, lo studio dettagliato è difficile con gli strumenti attuali, quindi l'interesse degli astronomi per le loro controparti vicine.
Per indagare su questi "punti caldi" galattici, Wilson e i suoi colleghi hanno impiegato la matrice submillimetrica dello Smithsonian. L'elevata risoluzione spaziale dell'Array è stata cruciale per questo studio, consentendo al team di sondare i centri galattici in cui si sta svolgendo la maggior parte della formazione stellare.
"Alcune di queste galassie hanno la stessa quantità di gas della Via Lattea stipata in una regione di soli 2000 anni luce - un cinquantesimo (1/50) delle dimensioni della nostra Galassia", ha spiegato Wilson.
Circa tre quarti del tempo, quel gas alimenta esplosioni di formazione stellare. In altri casi, il gas alimenta un gigantesco buco nero. Ad ogni modo, molta energia viene pompata nell'infrarosso.
Wilson e i suoi colleghi hanno determinato la quantità totale di gas e polvere all'interno di ciascuna delle cinque galassie più luminose che hanno studiato. Hanno diviso i due numeri per calcolare il rapporto gas-polvere.
Le galassie come la Via Lattea in genere contengono circa 100 volte più gas della polvere. Sorprendentemente, le galassie a infrarossi estremi hanno mostrato valori simili.
"Dato il loro ambiente insolito, non sono sicuro che mi sarei aspettato di vedere un normale rapporto gas / polvere", ha detto Wilson. "Il fatto che vediamo un valore normale suggerisce non solo che i nostri calcoli di massa sono corretti, ma anche che queste galassie sono più simili alle nostre di quanto avremmo potuto immaginare."
Le galassie infrarosse luminose mostrano anche alcune differenze interessanti rispetto ai loro cugini nell'universo primordiale. Ad esempio, le galassie distanti in genere sono 10 volte più luminose nelle emissioni molecolari, il che indica che contengono più gas. Quel gas tende anche a muoversi più velocemente, dimostrando che le galassie sono più massicce. Cosa più interessante, le galassie estreme distanti sembrano avere dimensioni maggiori, il che suggerisce che la densità del gas potrebbe effettivamente essere inferiore in queste galassie distanti nonostante la loro maggiore quantità totale di gas.
Il lavoro futuro di Wilson e del suo team si concentrerà sulla determinazione di come cambiano le proprietà della galassia man mano che le interazioni e le fusioni avanzano nel tempo.
Con sede a Cambridge, in Massachusetts, l'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) è una collaborazione congiunta tra lo Smithsonian Astrophysical Observatory e l'Harvard College Observatory. Gli scienziati della CfA, organizzati in sei divisioni di ricerca, studiano l'origine, l'evoluzione e il destino finale dell'universo.
Fonte originale: CfA News Release
