Credito d'immagine: NRAO
Un team di astronomi che utilizza il Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) della National Science Foundation ha effettuato il primo rilevamento conclusivo di quelli che sembrano essere i mattoni rimanenti della formazione di galassie - nuvole di idrogeno neutre - che sciamano intorno alla Galassia di Andromeda, situata in la costellazione di Andromeda, la più grande galassia a spirale più vicina alla Via Lattea.
Questa scoperta potrebbe aiutare gli scienziati a comprendere la struttura e l'evoluzione della Via Lattea e tutte le galassie a spirale. Può anche aiutare a spiegare perché certe giovani stelle nelle galassie mature siano sorprendentemente prive degli elementi pesanti che contengono i loro contemporanei.
"Si pensa che le galassie giganti, come Andromeda e la nostra stessa Via Lattea, si formino attraverso ripetute fusioni con galassie più piccole e attraverso l'accrescimento di un gran numero di" nuvole "di massa ancora più bassa - oggetti scuri che mancano di stelle e persino sono troppo piccoli per chiamare galassie ", Ha dichiarato David A. Thilker della Johns Hopkins University di Baltimora, nel Maryland. "Studi teorici prevedono che questo processo di crescita galattica continua ancora oggi, ma fino ad ora gli astronomi non sono stati in grado di rilevare i" blocchi costitutivi "a bassa massa previsti che cadono nelle galassie vicine."
La ricerca di Thilker è pubblicata su Astrophysical Journal Letters. Altri collaboratori includono: Robert Braun della Fondazione olandese per la ricerca in astronomia; Rene A.M. Walterbos della New Mexico State University; Edvige Corbelli dell'Osservatorio Astrofisico di Arcetri in Italia; Felix J. Lockman e Ronald Maddalena del National Radio Astronomy Observatory (NRAO) a Green Bank, West Virginia; ed Edward Murphy dell'Università della Virginia.
La Via Lattea e Andromeda si sono formate molti miliardi di anni fa in un quartiere cosmico pieno di materie prime galattiche - tra cui l'idrogeno, l'elio e la fredda materia oscura erano componenti primari. Ormai, la maggior parte di questa materia prima è stata probabilmente divorata dalle due galassie, ma gli astronomi sospettano che alcune nuvole primitive stiano ancora fluttuando libere.
Precedenti studi hanno rivelato una serie di nuvole di idrogeno atomico neutro che si trovano vicino alla Via Lattea ma non fanno parte del suo disco. Inizialmente venivano chiamate nuvole ad alta velocità (HVC) quando furono scoperte per la prima volta perché sembravano muoversi a velocità difficili da riconciliare con la rotazione galattica.
Gli scienziati non erano sicuri se gli HVC comprendessero elementi costitutivi della Via Lattea che finora erano sfuggiti alla cattura o se avessero rintracciato il gas accelerato a velocità inaspettate da processi energetici (supernove multiple) all'interno della Via Lattea. La scoperta di nuvole simili legate alla Galassia di Andromeda rafforza il caso che almeno alcuni di questi HVC siano in effetti blocchi di costruzione galattici.
Gli astronomi sono in grado di utilizzare i radiotelescopi per rilevare la caratteristica radiazione di 21 centimetri emessa naturalmente dall'idrogeno atomico neutro. La grande difficoltà nell'analizzare questi elementi costitutivi galattici a bassa massa è stata che la loro emissione radio naturale è estremamente debole. Anche quelli più vicini a noi, le nuvole in orbita attorno alla nostra Galassia, sono difficili da studiare a causa delle gravi incertezze sulla distanza. "Sappiamo che gli HVC della Via Lattea sono relativamente vicini, ma esattamente quanto sia difficile da determinare in modo esasperante", ha affermato Thilker.
I tentativi passati di trovare satelliti mancanti attorno a galassie esterne a distanze note non hanno avuto successo a causa della necessità di uno strumento molto sensibile in grado di produrre immagini ad alta fedeltà, anche in prossimità di una fonte luminosa come la Galassia di Andromeda.
Si potrebbe considerare questo compito simile a distinguere visivamente una candela posizionata accanto a un riflettore. Il nuovo design del GBT recentemente commissionato ha affrontato queste sfide in modo brillante e ha dato agli astronomi il loro primo sguardo al quartiere disordinato intorno ad Andromeda.
La galassia di Andromeda è stata presa di mira perché è la galassia a spirale massiccia più vicina. "In un certo senso, i ricchi diventano più ricchi, anche nello spazio", ha detto Thilker. “A parità di altre condizioni, ci si aspetterebbe di trovare più nuvole primordiali nelle vicinanze di una grande galassia a spirale rispetto ad una piccola galassia nana, per esempio. Questo rende Andromeda un buon posto in cui guardare, soprattutto considerando la sua relativa vicinanza, a soli 2,5 milioni di anni luce dalla Terra. "
Ciò che il GBT è stato in grado di individuare era una popolazione di 20 nuvole di idrogeno neutre discrete, insieme a una componente filamentosa estesa, che, secondo gli astronomi, sono entrambe associate ad Andromeda. Questi oggetti, apparentemente sotto l'influenza gravitazionale dell'alone di Andromeda, sono considerati le nuvole gassose dei satelliti "mancanti" (forse dominati dalla materia oscura) e dei loro resti di fusione. Sono stati trovati entro 163.000 anni luce di Andromeda.
I modelli cosmologici favoriti hanno predetto l'esistenza di questi satelliti e la loro scoperta potrebbe spiegare una parte della "materia oscura fredda" mancante nell'Universo. Inoltre, la conferma che questi oggetti a bassa massa sono onnipresenti attorno a galassie più grandi potrebbe aiutare a risolvere il mistero del perché alcune giovani stelle, note come stelle G-nane, sono chimicamente simili a quelle che si sono evolute miliardi di anni fa.
Con l'età, le galassie sviluppano maggiori concentrazioni di elementi pesanti formati dalle reazioni nucleari nei nuclei delle stelle e nelle esplosioni cataclismiche delle supernovae. Queste esplosioni emettono elementi pesanti nella galassia, che diventano pianeti e vengono assorbiti dalla prossima generazione di stelle.
L'analisi spettrale e fotometrica delle giovani stelle nella Via Lattea e di altre galassie, tuttavia, mostra che ci sono un certo numero di giovani stelle che sono sorprendentemente prive di elementi pesanti, facendole assomigliare a stelle che avrebbero dovuto formarsi nelle prime fasi dell'evoluzione galattica .
"Un modo per spiegare questa strana anomalia è avere una nuova fonte di materiale galattico grezzo da cui formare nuove stelle", ha detto Murphy. "Poiché le nuvole ad alta velocità possono essere i mattoni rimanenti della formazione di galassie, contengono concentrazioni quasi incontaminate di idrogeno, per lo più libere dai metalli pesanti che seminano galassie più vecchie." La loro fusione in grandi galassie, quindi, potrebbe spiegare come sia disponibile materiale fresco per la formazione di stelle G-nane.
La galassia di Andromeda, nota anche come M31, è una delle poche galassie che sono visibili dalla Terra ad occhio nudo, ed è vista come una debole macchia nella costellazione di Andromeda. Se visto attraverso un modesto telescopio, Andromeda rivela anche che ha due importanti galassie nane satellite, note come M32 e M110. Questi nani, insieme alle nuvole studiate da Thilker e collaboratori, sono destinati a fondersi con Andromeda. La Via Lattea, M33 e la Galassia di Andromeda, oltre a circa 40 compagni nani, comprendono il cosiddetto "Gruppo Locale".
Oggi Andromeda è forse la galassia più studiata oltre alla Via Lattea. In effetti, molte delle cose che sappiamo sulla natura delle galassie come la Via Lattea sono state apprese studiando Andromeda, poiché le caratteristiche generali della nostra galassia sono mascherate dal nostro punto di vista interno. "In questo caso, Andromeda è un buon analogo per la Via Lattea", ha detto Murphy. “Chiarisce il quadro. Vivere all'interno della Via Lattea è come cercare di determinare l'aspetto della tua casa dall'interno, senza uscire all'aperto. Tuttavia, se guardi le case dei vicini, puoi avere un'idea di come potrebbe essere la tua casa. "
Il GBT è il più grande radiotelescopio completamente orientabile al mondo.
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
