In una notte limpida, puoi scorgere la banda della Via Lattea nel cielo notturno. Per millenni, gli astronomi l'hanno guardato in soggezione, arrivando lentamente alla consapevolezza che il nostro Sole era semplicemente uno dei miliardi di stelle nella galassia. Nel tempo, con il miglioramento dei nostri strumenti e metodi, ci siamo resi conto che la stessa Via Lattea era semplicemente uno dei miliardi di galassie che compongono l'Universo.
Grazie alla scoperta della Relatività e della velocità della luce, abbiamo anche capito che quando guardiamo attraverso lo spazio, guardiamo anche indietro nel tempo. Vedendo un oggetto a 1 miliardo di anni luce di distanza, vediamo anche come appariva quell'oggetto 1 miliardo di anni fa. Questo effetto "macchina del tempo" ha permesso agli astronomi di studiare come sono diventate le galassie (cioè l'evoluzione galattica).
Il processo in cui le galassie si formano e si evolvono è caratterizzato da una crescita costante nel tempo, iniziata poco dopo il Big Bang. Questo processo, e l'eventuale destino delle galassie, rimangono oggetto di intenso fascino, ed è ancora irto della sua parte di misteri.
Formazione Galaxy:
L'attuale consenso scientifico è che tutta la materia nell'Universo è stata creata circa 13,8 miliardi di anni fa durante un evento noto come Big Bang. A quel tempo, tutta la materia era compattata in una sfera molto piccola con densità infinita e calore intenso chiamata Singolarità. Improvvisamente, la Singolarità cominciò ad espandersi e l'Universo come lo conosciamo iniziò.
Dopo una rapida espansione e raffreddamento, tutta la materia era quasi uniforme nella distribuzione. Nel corso dei diversi miliardi di anni che seguirono, le regioni leggermente più dense dell'Universo iniziarono ad attrarsi gravitazionalmente l'una verso l'altra. Sono quindi diventati ancora più densi, formando nuvole di gas e grandi blocchi di materia.
Questi ammassi divennero galassie primordiali, poiché le nuvole di idrogeno gassoso all'interno delle proto-galassie subirono il collasso gravitazionale per diventare le prime stelle. Alcuni di questi primi oggetti erano piccoli e divennero minuscole galassie nane, mentre altri erano molto più grandi e divennero le familiari forme a spirale, come la nostra Via Lattea.
Fusioni Galattiche:
Una volta formate, queste galassie si sono evolute insieme in strutture galattiche più grandi chiamate gruppi, ammassi e superammassi. Nel tempo, le galassie furono attratte l'una dall'altra dalla forza della loro gravità e si scontrarono insieme in una serie di fusioni. Il risultato di queste fusioni dipende dalla massa delle galassie nella collisione.
Le piccole galassie sono lacerate da galassie più grandi e aggiunte alla massa di galassie più grandi. La nostra stessa Via Lattea ha recentemente divorato alcune galassie nane, trasformandole in flussi di stelle che orbitano attorno al nucleo galattico. Ma quando si uniscono grandi galassie di dimensioni simili, diventano gigantesche galassie ellittiche.
Quando ciò accade, la delicata struttura a spirale viene persa e le galassie unite diventano grandi ed ellittiche. Le galassie ellittiche sono alcune delle più grandi galassie mai osservate. Un'altra conseguenza di queste fusioni è che i buchi neri supermassicci (SMBH) nei loro centri diventano ancora più grandi.
Non tutte le fusioni daranno luogo a galassie ellittiche, intendiamoci. Ma tutte le fusioni comportano un cambiamento nella struttura delle galassie unite. Ad esempio, si ritiene che la Via Lattea stia vivendo un evento di fusione minore con le vicine nuvole di Magellano; e negli ultimi anni, è stato determinato che la galassia nana Canis Major si è fusa con la nostra.
Mentre le fusioni sono viste come eventi violenti, non si prevede che si verifichino collisioni tra i sistemi stellari, date le grandi distanze tra le stelle. Tuttavia, le fusioni possono provocare onde d'urto gravitazionali, che sono in grado di innescare la formazione di nuove stelle. Questo è ciò che si prevede accada quando la nostra galassia della Via Lattea si fonde con la galassia di Andromeda in circa 4 miliardi di anni.
Morte Galattica:
Alla fine, le galassie cessano di formare stelle una volta esaurito il loro approvvigionamento di gas freddo e polvere. Man mano che l'offerta si esaurisce, la formazione di stelle rallenta nel corso di miliardi di anni fino a quando non cessa del tutto. Tuttavia, le fusioni in corso assicureranno che stelle fresche, gas e polvere si depositino nelle galassie più vecchie, prolungando così la loro vita.
Allo stato attuale, si ritiene che la nostra galassia abbia esaurito gran parte del suo idrogeno e che la formazione stellare rallenterà fino a esaurire la riserva. Stelle come il nostro Sole possono durare solo 10 miliardi di anni circa; ma i nani rossi più piccoli e più freschi possono durare per alcuni trilioni di anni. Tuttavia, grazie alla presenza di galassie nane e alla nostra imminente fusione con Andromeda, la nostra galassia potrebbe esistere ancora più a lungo.
Tuttavia, tutte le galassie nelle vicinanze dell'Universo alla fine diventeranno legate gravitazionalmente l'una all'altra e si fonderanno in una gigantesca galassia ellittica. Gli astronomi hanno visto esempi di questo tipo di "galassie fossili", un bene del quale è Messier 49 - una galassia ellittica supermassiccio.
Queste galassie hanno esaurito tutte le loro riserve di gas che formano le stelle e tutto ciò che rimane sono le stelle più durature. Alla fine, per lunghi periodi di tempo, quelle stelle si ammicceranno una dopo l'altra, fino a quando l'intera cosa non sarà la temperatura di fondo dell'Universo.
Dopo che la nostra galassia si fonde con Andromeda e continua a fondersi con tutte le altre galassie vicine nel gruppo locale, possiamo aspettarci che anch'essa subirà un destino simile. E così, l'evoluzione della galassia si è verificata per miliardi di anni e continuerà ad accadere per il prossimo futuro.
Abbiamo scritto molti articoli sulle galassie per Space Magazine. Ecco cos'è la Via Lattea? Come si è formata la Via Lattea? Cosa succede quando le galassie si scontrano? Cosa succede quando le galassie muoiono? Un nuovo giro sull'evoluzione galattica e il supercomputer studieranno evoluzione galattica,
Se desideri maggiori informazioni sulle galassie, dai un'occhiata ai comunicati stampa sulle galassie di Hubblesite e qui la Pagina scientifica della NASA sulle galassie.
Abbiamo anche registrato un episodio di Astronomy Cast sulle galassie - Episodio 97: Galaxies.
fonti:
- Dipartimento di astronomia della Cornell University - Formazione ed evoluzione
- Wikipedia - Formazione ed evoluzione della galassia
- SKA - Come si evolvono le galassie?
