04 Lug 2019 Filamenti di Rete Cosmica per Nutrire Giovani Galassie
Le galassie crescono inglobando materiale dai loro dintorni e convertendolo in nuove stelle. Nuove osservazioni realizzate al Keck Observatory alle Hawaii costituiscono evidenza diretta della presenza di estesi filamenti di gas freddo in caduta nelle giovani galassie, materiale in grado di fornire il carburante necessario per la formazione stellare.
“Per la prima volta osserviamo filamenti gassosi che spiraleggiano direttamente nella galassia. È come un condotto che procede direttamente verso l’interno”, spiega Christopher Martin del Caltech, primo autore dello studio pubblicato su Nature Astronomy. “Questa “conduttura di gas” sostiene la formazione stellare e spiega perché le galassie sono in grado di far nascere stelle su tempi scala molto rapidi”. Per decenni gli astronomi si sono chiesti quali processi regolino l’accrescimento del gas verso il centro delle galassie. Tale materiale si riscalda collidendo con il gas caldo circostante? Oppure fluisce lungo sottili e densi filamenti, rimanendo relativamente freddo?
“La teoria moderna suggerisce che probabilmente la risposta sia un mix delle due ipotesi, ma provare l’esistenza di questi freddi flussi gassosi finora si era rivelata una vera sfida”, spiega Donal O’Sullivan, coautore dello studio. Nel 2017 Martin e il suo team hanno utilizzato lo strumento Keck Cosmic Web Imager (KCWI) all’Osservatorio Keck per acquisire dati su due galassie attive note come quasar, UM 287 e CSO 38. Vicino ad ognuno dei due quasar è presente una gigantesca nebulosa, più grande della Via Lattea e visibile grazie alla potente sorgente luminosa costituita dai quasar. Osservando la luce emessa dall’idrogeno nella nebulosa gli astronomi sono riusciti a mappare la velocità del gas.
“Grazie alla sensibilità e alla risoluzione del KCWI, abbiamo ottenuto modelli più sofisticati e possiamo vedere come questi oggetti siano alimentati da gas che fluisce verso l’interno a partire da filamenti connessi. Questo rappresenta una forte evidenza che la ‘rete cosmica’ (la struttura a vasta scala che pervade l’Universo) è connessa con il disco galattico e lo nutre”, spiega O’Sullivan. I filamenti di gas freddo che si estendono nello spazio fra le galassie sono deboli e difficili da osservare, ma gli astronomi ritengono che questa fitta trama di gas sia fondamentale per l’evoluzione delle galassie. Le formazioni tubolari si comportano come superstrade per convogliare la materia verso i nodi più densi dell’intricata ragnatela universale, come galassie e ammassi di galassie.
Il team ha sviluppato un modello matematico per spiegare le velocità osservate nel gas, e lo ha testato su UM287 e CSO38, così come su una galassia simulata. “Abbiamo impiegato oltre un anno per elaborare il modello matematico necessario a spiegare il flusso radiale del gas”, spiega Martin. “Una volta realizzato, siamo rimasti sorpresi nel verificare quanto funzionasse bene”. La scoperta fornisce una prova diretta per un modello di formazione galattica secondo cui il gas freddo può fluire direttamente nelle galassie in formazione, dove viene convertito presto in nuove stelle. Secondo una teoria alternativa, invece, il gas trascinato nelle galassie si riscalderebbe fino a temperature elevate, per poi raffreddarsi gradualmente, fornendo una riserva di carburante stabile ma più lenta, per formare stelle. Le galassie distanti e giovani producono stelle a un tasso molto elevato, troppo rapido per poter essere spiegato dal graduale raffreddamento del gas caldo previsto dalla teoria alternativa. Il modello del flusso freddo diretto, come quello rappresentato dai filamenti osservati, spiegherebbe più efficacemente il fatto che le giovani galassie rappresentano frenetiche fabbriche di formazione stellare.
[ Barbara ]
Nell’immagine rappresentazione artistica di una giovane galassia che accresce gas circostante e forma nuove stelle
Credit: ESO/L. Calçada
https://www.caltech.edu/about/news/spiraling-filaments-feed-young-galaxies
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