L'impressione di un artista di un Superwind in una giovane galassia enorme. Credito d'immagine: PPARC / David Hardy. clicca per ingrandire
Un team di astronomi, guidato dall'Università di Durham, ha scoperto le conseguenze di una spettacolare esplosione in una galassia a 11,5 miliardi di anni luce di distanza. Le loro osservazioni, riportate oggi (14 luglio 2005) sulla rivista Nature, forniscono le prove più dirette di una galassia quasi distrutta da esplosioni che producono un flusso di materiale ad alta velocità noto come "Superwinds". Le osservazioni sono state fatte utilizzando il telescopio William Herschel da 4,2 metri sulla Palma, in cui il Regno Unito è uno dei principali soggetti interessati.
Attraverso Superwinds, si pensa che le galassie facciano esplodere una parte significativa del loro gas nello spazio intergalattico a velocità fino a diverse centinaia di miglia al secondo. La forza trainante dietro di loro è l'esplosione di molte stelle enormi durante un intenso scoppio di formazione stellare all'inizio della vita della galassia, probabilmente aiutato dall'energia di un buco nero super massiccio che cresce nel suo cuore.
I superwind sono fondamentali per la teoria della formazione di galassie per diversi motivi: in primo luogo, limitano le dimensioni delle galassie prevenendo la formazione di altre stelle - senza di loro i modelli teorici indicano galassie molto più luminose di quelle che si vedono nella rivista Space. In secondo luogo, trasportano elementi pesanti - polvere di stelle - lontani dai loro siti di produzione nelle stelle nello spazio intergalattico, fornendo materiale grezzo per i pianeti e la vita in tutto l'Universo. Mentre esistevano le teorie che prevedevano Superwind di questo tipo, esempi precedentemente osservati erano fenomeni molto più piccoli nelle galassie vicine. Queste osservazioni forniscono alcune delle prove più dirette finora per l'esistenza di superwind su larga scala e larghe galassie finora nella storia dell'Universo.
La scoperta del Superwind è stata fatta osservando il gas nell'aureola di una galassia (nota come "LAB-2"), che con oltre 300.000 anni luce di diametro è circa tre volte più grande del disco della nostra galassia della Via Lattea. Gli astronomi hanno scoperto che la luce proveniente da idrogeno gassoso caldo incandescente viene oscurata in un modo molto specifico attraverso l'intera galassia.
"Riteniamo che l'oscuramento sia causato da un guscio di materiale raffreddato che è stato spazzato via dall'ambiente da un'esplosione di Superwind a livello di galassia", ha affermato il dott. Richard Wilman dell'Università di Durham. “Sulla base dell'uniformità dell'assorbimento nella galassia, sembra che l'esplosione sia stata innescata diverse centinaia di milioni di anni prima. Ciò consente al tempo di raffreddare il gas e rallentarlo dalla sua elevata velocità di espulsione, e quindi produrre l'assorbimento. A nostro avviso, il guscio è probabilmente qualche centinaio di migliaia di anni luce di fronte alla sua galassia madre ”, ha aggiunto il dott. Wilman.
Gli astronomi sono stati a lungo perplessi sul perché gli elementi chiave per la formazione dei pianeti e, in definitiva, la vita (come carbonio, ossigeno e ferro) siano così ampiamente distribuiti in tutto l'Universo; solo 2 miliardi di anni dopo il Big Bang, le regioni più remote dello spazio intergalattico si sono arricchite di esse. Il Superwind osservato in questa galassia mostra come tali onde esplosive possano viaggiare attraverso lo spazio trasportando gli elementi formati in profondità all'interno delle galassie.
Fondamentale per la scoperta e la sua interpretazione è stata la capacità di ottenere informazioni dettagliate sul gas in due dimensioni nell'intera galassia. Ciò è stato reso possibile da una tecnica nota come spettroscopia di campo integrale, che sta raggiungendo la maturità solo sui più grandi telescopi del mondo.
Il dottor Joris Gerssen, un membro chiave del team Durham, spiega: "La maggior parte della spettroscopia astronomica viene eseguita posizionando una piccola apertura o una fessura stretta sul bersaglio, che per fonti complesse ed estese come questa galassia fornisce un'immagine piuttosto incompleta" .
Per ovviare a questo, gli astronomi hanno utilizzato uno spettrografo di campo integrale chiamato "Sauron" per una vasta indagine sulle galassie vicine, costruita all'Osservatorio di Lione da una collaborazione di astronomi francesi, olandesi e britannici.
Il dott. Gerssen ha aggiunto: "" Sauron è davvero unico e la sua elevata efficienza significa che può più che reggere il confronto con gli strumenti dei più grandi telescopi del mondo, alcune volte più grandi del telescopio William Herschel. Tuttavia, la semplice distanza della nostra galassia bersaglio ha significato che Sauron doveva fissarlo per oltre 15 ore per fare questa scoperta ”.
“Finora Sauron ci ha fornito le migliori prove per un ampio deflusso da una galassia che sta subendo un'enorme esplosione di stelle. Queste misurazioni sono tra i primi passi verso la comprensione della fisica della formazione di galassie. ", Ha commentato il Prof. Roger Davies, Università di Oxford, uno degli istituti coinvolti in Sauron", e non vediamo l'ora di utilizzare simili spettrografi bidimensionali in costruzione per Telescopi da 8 m; questi sonderanno il processo di formazione della galassia anche a tempi precedenti. "
Fino ad oggi, le prove osservative per i Superwind nelle giovani galassie nel lontano Universo sono state in gran parte indirette e circostanziali; gli sforzi si sono concentrati sulla ricerca delle loro sottili firme statistiche in ampie indagini su galassie e gas intergalattici.
Secondo il Prof. Richard Bower, dell'Istituto di Cosmologia Computazionale dell'Università di Durham che ha avviato la ricerca, “Gli astronomi hanno osservato deflussi ad alta velocità in galassie distanti a forma di stella per diversi anni, ma mai prima d'ora siamo stati in grado di misurare il loro vero scala dalle osservazioni di una singola galassia. Sfruttando la fonte di emissione altamente estesa di questa galassia, possiamo vedere il deflusso come una sorta di sagoma contro l'intera galassia. Ciò suggerisce che i Superwinds hanno una scala a livello di galassia e che sono davvero importanti quanto richiedono le nostre teorie. "
Fonte originale: comunicato stampa PPARC
