Le fusioni Galaxy non sono particolarmente rare, ma sono eventi importanti. Non solo per le galassie coinvolte, ma per gli scienziati che cercano di mettere insieme come si evolvono le galassie. Ora, gli astronomi che usano ALMA hanno trovato il primo esempio di fusione di galassie.
La coppia di galassie in fusione in questione si chiama B14-65666, un nome ingombrante, ma scientificamente utile. (Per ora ci riferiremo ad esso come "l'oggetto".) L'oggetto è a 13 miliardi di anni luce di distanza, nella costellazione di Sesto. Ciò significa che la luce che stiamo vedendo ora ha lasciato l'oggetto 13 miliardi di anni fa, poco dopo l'inizio dell'Universo.
Non è la prima volta che questo oggetto viene individuato. In precedenza, l'Hubble individuava questo oggetto, ma appariva all'Hubble come due oggetti separati, probabilmente ammassi stellari. Ma il team che utilizza l'Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), forse il radiotelescopio più sensibile del mondo, ha dimostrato che l'oggetto è in realtà due galassie che si fondono 13 miliardi di anni fa.
I risultati di queste nuove osservazioni sono stati pubblicati su Publications of the Astronomical Society of Japan il 18 giugno 2019. Il nome dell'articolo è "Big Three Dragons": az = 7.15 Lyman Break Galaxy Detected in [OIII] 88 um, [CII ] 158 um e Dust Continuum con ALMA. " L'autore principale dello studio è Takuya Hashimoto dell'Università Waseda, in Giappone.
Quando Hubble guardò l'oggetto, si limitò allo spettro ultravioletto. Con tale restrizione, l'oggetto sembrava essere costituito da due ammassi stellari, uno a nord-est e uno a sud-ovest. Ma quando Hashimoto e il suo team hanno usato il potere di Alma per studiare l'oggetto, hanno visto qualcos'altro: le impronte digitali rivelatrici di elementi chimici.
ALMA è stata in grado di vedere le emissioni delle onde radio di carbonio, ossigeno e polvere nell'oggetto. Il rilevamento di questi tre segnali è stata la chiave per sbloccare la natura dell'oggetto.
L'analisi ha mostrato che l'oggetto ha effettivamente due parti, proprio come ha visto Hubble. Ma i segnali di carbonio, ossigeno e polvere hanno aggiunto un ulteriore livello di informazioni sull'oggetto, grazie ad ALMA. Ha dimostrato che mentre i due BLOB sono distinti, formano un unico sistema. Ogni blob si sta muovendo a una velocità diversa, il che dimostra che si stanno fondendo due galassie.
"Con ricchi dati provenienti da ALMA e HST, combinati con un'analisi avanzata dei dati, abbiamo potuto mettere insieme i pezzi per dimostrare che B14-65666 è una coppia di galassie che si fondono nella prima era dell'Universo", spiega Hashimoto in un comunicato stampa. "Il rilevamento di onde radio da tre componenti in un oggetto così distante dimostra l'alta capacità di ALMA di indagare sull'universo distante."
Secondo lo studio, l'oggetto è ora il primo esempio noto di fusione di galassie. I ricercatori hanno anche stimato la massa stellare totale di B14-65666 come meno del 10% della massa della Via Lattea. Ciò significa che l'oggetto si trova nelle prime fasi della sua evoluzione. Questo ha senso, poiché è antico.
Anche se l'oggetto è giovane, è molto più attivo nella produzione stellare rispetto alla nostra galassia. Le osservazioni ALMA hanno rilevato alte temperature e luminosità nella polvere. Gli autori affermano che probabilmente è il risultato di una radiazione ultravioletta molto potente prodotta dalla formazione stellare attiva. Quella formazione di stelle attiva è un'altra indicazione della fusione di galassie, perché le galassie in collisione subiscono molta compressione di gas, il che fa scattare esplosioni di formazione di stelle. Come affermano gli autori nel loro articolo, "... sosteniamo che B14-65666 è una galassia starburst indotta da una fusione principale".
"Il nostro prossimo passo è la ricerca di azoto, un altro importante elemento chimico e persino la molecola di monossido di carbonio", ha dichiarato Akio Inoue, professore all'Università di Waseda e parte del gruppo di ricerca. "In definitiva, speriamo di comprendere a livello osservazionale la circolazione e l'accumulo di elementi e materiali nel contesto della formazione e dell'evoluzione della galassia."
Le fusioni di galassie sono una parte importante dell'evoluzione delle galassie. Spesso una galassia più grande ne ingoia una più piccola. Le piccole galassie possono fondersi per formare quelle più grandi, anche se si ritiene che siano rare. La nostra personale Via Lattea ha sperimentato fusioni che l'hanno aiutata a crescere fino alle dimensioni attuali enormi.
In un articolo del 2018, gli astronomi hanno presentato prove basate su un secolo di osservazioni che mostrano che la Via Lattea contiene una popolazione di stelle di una galassia diversa. Circa dieci miliardi di anni fa, un'altra galassia si scontrò con la nostra, lasciando dietro di sé una distinta popolazione di stelle nell'aureola galattica interna. Gli autori di quel documento hanno sostenuto che quelle stelle provengono da una piccola galassia che aveva all'incirca le dimensioni della Piccola nuvola di Magellano.
In circa 4,5 miliardi di anni, la Via Lattea si scontrerà con la Galassia di Andromeda e si fonderà. La galassia risultante sarà chiamata, possibilmente, Milkdromeda. E proprio ora, la Via Lattea si sta fondendo o mangiando la galassia fantasma molto più piccola chiamata Antlia 2 (Ant 2).
Gli autori dello studio pensano che, proprio come la nostra Via Lattea, potrebbero esserci più fusioni nel futuro degli oggetti (passato?) Che finora non sono state individuate. Nel documento dicono: "Sebbene i nostri dati attuali non mostrino oggetti associati intorno a B14-65666, i dati ALMA più profondi futuri potrebbero rivelare galassie associate intorno a B14-65666." Concludono che l'oggetto è un candidato principale per le osservazioni di follow-up. "Dati i ricchi dati disponibili e la natura spazialmente estesa, B14-65666 è uno dei migliori obiettivi per le osservazioni di follow-up con ALMA e <il> James Webb Space Telescope ..."
Fonti:
- Comunicato stampa: ALMA trova il primo esempio di fusione di galassie
- Documento di ricerca: "Big Three Dragons": a z = 7,15 Lyman Break Galaxy rilevata in [Oiii] 88 µm, [Cii] 158 µm e Dust Continuum con ALMA
- Voce di Wikipedia: Galaxy Merger
- Documento di ricerca: la fusione che ha portato alla formazione dell'alone stellare interno e del disco spesso della Via Lattea
- Osservatorio ALMA
