La danza delle galassie sfida gli astronomi: teoria da riscrivere?

SCOPERTE – Prendete una galassia lontana 13 milioni di anni luce dalla Terra e iniziate a osservarla. Intorno alla galassia più grande vedrete un gruppo di galassie nane, molto più piccole e che ruotano in modo ordinato intorno a quella principale. Il sistema osservato dagli scienziati del team internazionale si chiama Centaurus A, una galassia ellittica massiva accompagnata da diverse galassie satellite nane, e il suo studio potrebbe costringere gli astronomi a riscrivere le teorie cosmologiche sulla formazione delle galassie.

I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista Science e sono stati il frutto di una collaborazione internazionale coordinata da Helmut Jerjen per l’Australian National University, Oliver Müller della University of Basel in Svizzera, il dottor Marcel Pawlowski della University of California di Irvine e Federico Lello del European Southern Observatory in Germania.

Secondo le teorie accreditate, la presenza di materia oscura fredda che occupa ben il 25% dell’universo induce un moto disordinato delle galassie satellite che sono disposte casualmente intorno alla loro ospite, proprio come un gruppo di api che sciama intorno all’alveare. Solo lo 0,5% dei sistemi satellite, invece, dovrebbe seguire un moto e una distribuzione ordinata su di un piano perpendicolare al centro della galassia. I dati, dunque, contraddicono la teoria dato che questo moto non è stato osservato solo per la Via Lattea e Andromeda, ma ora anche per la distante Centaurus A, ha spiegato Jerjen:

“La materia oscura fredda fa credere agli astronomi che le galassie più studiate nell’universo, come la Via lattea e Andromeda, siano i casi eccezionali. Sembra invece che queste due galassie siano del tutto normali e che le galassie satellite che vi ruotano intorno come gigantesche frittelle siano molto più comuni di quanto previsto”.

La scoperta dunque solleva questioni sulla validità dei nostri modelli cosmologici e sulle simulazioni eseguite fino ad oggi per spiegare la distribuzione di galassie ospite e satellite nell’universo.

Il team internazionale di astronomi ha concentrato le sue energie sulla galassia ellittica massiva e lontana che si trova al di fuori del Gruppo Locale di galassie che “abitano” vicino alla nostra Via Lattea. Studiare i movimenti delle galassie satellite nane è stato relativamente semplice per gli scienziati, perché esse sono dotate di un moto proprio, come ha spiegato Pawlowski:

“Hanno un moto proprio. Fai una foto ora, aspetti tre o più anni, e poi fai un’altra foto per vedere come le stelle si sono mosse, ed ecco che hai la velocità tangenziale”.

La tecnica utilizzata dagli scienziati è stata applicata a 11 galassie satellite della Via Lattea e 8 di queste sono risultate orbitare in un sottile disco perpendicolare al piano della nostra galassia a spirale. Probabilmente, sottolineano i ricercatori, intorno alla nostra galassia vi sono altre nane satellite, ma non sono visibili dalla Terra perché oscurate dal disco di polvere della galassia.

Nel caso di Andromeda, invece, gli osservatori sul pianeta hanno permesso la vista della distribuzione totale di galassie satelliti intorno alla spirale. In uno studio precedente ne erano già state osservate 27, di cui 15 tutte disposte in uno stretto piano. Osservazioni particolarmente vantaggiose, come ha spiegato Pawlowski:

“Dato che osserviamo la galassia quasi dal suo bordo, possiamo osservare le diverse linee di vista della velocità dei suoi satelliti e capire quali si stanno avvicinando e quali invece stanno retrocedono, quindi è davvero chiaro che siamo davanti ad un disco rotante”.

Gli scienziati sono arrivati infine all’oggetto dei loro desideri, Centaurus A. Al contrario della Via Lattea e di Andromeda, questa galassia non è a spirale ma ellittica e molto massiva. Inoltre si trova ad una distanza di 13 milioni di anni luce da noi e le sue galassie satellite appaiono deboli, rendendo più difficoltose le misurazioni accurate di distanze e velocità per determinarne movimenti e distribuzioni. I ricercatori non si sono dati per vinti e così spulciando negli archivi, sono riusciti a trovare dati su 16 galassie satellite del sistema e confrontarli con quelli attuali come fatto per Andromeda, come spiega Pawlowski:

“Possiamo fare lo stesso gioco come con Andromeda: abbiamo tracciato le linee di vista della velocità e osservato di nuovo che la metà di queste sono spostate verso il rosso, che significa che stanno recedendo da noi, mentre le altre sono spostate verso il blu, che ci dice che si stanno avvicinando”.

Analizzando i dati, i ricercatori hanno dimostrato che 14 delle 16 galassie satellite che orbitano intorno a Centaurus A sono caratterizzate da un moto comune e ruotano intorno alla galassia principale in modo ordinato. Un risultato che contraddice i modelli cosmologici secondo cui solo lo 0.5 percento dei sistemi di galassie satelliti nel vicino universo possono mostrare queste caratteristiche. Un vero e proprio puzzle per gli scienziati, che possono trarre solo queste conclusioni, come spiegato da Pawlowski:

“Il risultato ci dice che stiamo dimenticando qualcosa. O le simulazioni mancano di alcuni importanti ingredienti, oppure i modelli in uso sono sbagliati. Questo studio può essere visto come il supporto per cercare nuovi modelli alternativi”.

Ad esempio, sottrarre l’ingrediente della materia oscura fredda dall’equazione spiegherebbe le osservazioni, secondo Muller. La maggior parte delle galassie nell’universo almeno una volta nella vita ha avuto un incontro ravvicinato, se non addirittura una fusione, con un’altra galassia e proprio da queste interazioni più o meno violente si sarebbero formate le galassie satellite nane prive di materia oscura. Insomma, la risposta in questo caso pone nuove domande per gli scienziati e li costringe a rivedere i modelli. L’evoluzione delle galassie e delle loro galassie satellite sembra pronta ad essere riscritta.

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