Che spreco, queste galassie!

Le galassie sprecano una grande quantità di elementi pesanti generati dalla formazione stellare spedendoli fino ad un milione di anni luce di distanza negli aloni che le circondano e nello spazio profondo, secondo un nuovo studio condotto dall’University of Colorado, Boulder.

La ricerca, recentemente pubblicata su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, mostra che negli aloni gassosi all’esterno delle galassie si trova una quantità maggiore di atomi di ossigeno, carbonio e ferro rispetto a quella all’interno delle galassie stesse, il che lascerebbe alla fine le galassie prive della materia grezza necessaria per formare stelle e pianeti.

“In precedenza, abbiamo pensato che questi elementi più pesanti venissero riciclati per future generazioni di stelle e contribuissero alla formazione di sistemi planetari”, ha detto Benjamin Oppenheimer, del Center for Astrophysics & Space Astronomy (CASA) a Boulder e primo autore dello studio. “Ma come si è visto, le galassie non sono molto brave a riciclare”. Si ritiene che la riserva quasi invisibile di gas che circonda una galassia, conosciuta come mezzo circumgalattico (circumgalactic medium, CGM), svolga un ruolo centrale nel riciclo di elementi all’interno e al di fuori della galassia, ma i meccanismi esatti di questo rapporto rimangono sfuggenti. Una galassia tipica varia nelle dimensioni da 30.000 a 100.000 anni luce, mentre il mezzo circumgalattico può estendersi fino ad un milione di anni luce.

I ricercatori hanno utilizzato i dati del Cosmic Origin Spectrograph (COS): COS è installato sul telescopio spaziale Hubble e utilizza la spettroscopia ultravioletta per studiare l’evoluzione dell’Universo.

Le galassie a spirale come la Via Lattea formano attivamente stelle, mentre le galassie ellittiche presentano ridotta formazione stellare. Entrambi i tipi di galassie contengono da decine a centinaia di miliardi di stelle che creano elementi pesanti. Dopo una serie di simulazioni, i ricercatori hanno scoperto che il mezzo circumgalattico contiene più della metà degli elementi pesanti presenti in una galassia di ambedue i tipi, il che suggerisce che le galassie non siano efficienti a conservare le materie prime come si pensava.

Le nuove simulazioni spiegano anche l’osservazione sconcertante di COS che sembra esserci meno ossigeno attorno alle ellittiche che attorno alle galassie a spirale. “Il mezzo circumgalattico delle galassie ellittiche è più caldo, fino a oltre un milione di gradi Kelvin”, ha detto Joop Schaye, dell’Università di Leiden nei Paesi Bassi e co-autore dello studio. Per contro, la temperatura del gas nel mezzo circumgalattico delle galassie a spirale è di 300.000 gradi Kelvin, o circa cinquanta volte più caldo della superficie del Sole.

“Ci vogliono massicce quantità di energia proveniente da esplosioni di supernove e buchi neri supermassicci per mandare tutti questi elementi pesanti nel mezzo circumgalattico”, ha detto Oppenheimer. “Questo è un processo violento e di lunga durata che può richiedere oltre 10 miliardi di anni, il che significa che in una galassia come la Via Lattea, l’ossigeno altamente ionizzato che stiamo osservando si trovava lì da prima che nascesse il Sole”.

http://phys.org/news/2016-06-galaxies-heavy-elements-halos-deep.html