SCOPERTE

Il vento molecolare che “soffoca” le galassie starburst

Come fa a non esaurirsi una galassia che sforna migliaia di stelle l'anno? Lo spiegano i ricercatori della University of Texas.

SCOPERTE – In galassie come la nostra Via Lattea, o la ben nota Andromeda, si accende una stella ogni anno. Un tasso di formazione stellare piuttosto lento se confrontato con quello delle galassie dette starburst, che sfornano tra le centinaia e migliaia di stelle ogni anno. Un ritmo sostenuto, che se sostenuto a oltranza le porterebbe a esaurirsi in breve tempo. Eppure loro sono ancora lì.

Esiste dunque un meccanismo che permette alle galassie di auto-regolare la formazione stellare e i ricercatori dell’University of Texas di Austin guidati da Justin Spilker sono arrivati a un importante risultato. Hanno osservato un vento molecolare in una galassia situata a 12 miliardi di anni luce da noi, la galassia SPT2319-55.

Crediti immagine: NRAO/AUI/NSF, D. Berry

Spilker e colleghi, nella ricerca pubblicata sulla rivista Science, spiegano come le galassie rallentano il loro tasso di formazione stellare espellendo vasti depositi di gas, anche solo temporaneamente, in un violento vento molecolare. Il gas in questo modo viene allontanato, rallentando la formazione di nuove stelle, oppure ricade sulla galassia stessa come una pioggia leggera, innescando future reazioni che daranno di nuovo il via al processo.

Dall’ipotesi all’osservazione

Le galassie sono animaletti disordinati e complicati, ma noi riteniamo che studiare i deflussi del loro gas e i venti che le spazzano sia cruciale per capire come si formano ed evolvono, regolando la loro capacità di crescita”, dice Spilker in un comunicato.

L’ipotesi dell’esistenza di un vento molecolare – che permette la regolazione del tasso di formazione stellare – è stata avanzata da tempo, ma finora gli astronomi non erano stati in grado di osservare direttamente il potente deflusso che questi venti innescano nelle galassie dell’universo primordiale.

Puntando il telescopio ALMA, Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, situato in Cile sulla galassia SPT2319-55 (scoperta dal South Pole Telescope della National Science Foundation) il team di Spilker ha visto per la prima volta un potente vento galattico di molecole. Così hanno dimostrato che proprio questi venti, nelle galassie nate appena un miliardo di anni dopo il Big Bang, sono i responsabili de meccanismi di auto-regolamentazione della crescita stellare nell’universo primordiale.

Osservare un oggetto così lontano da noi è stato possibile solo grazie al fenomeno della lente gravitazionale, quando cioè la luce emessa da una galassia lontanissima viene amplificata dall’effetto gravitazionale di un oggetto molto massivo che si trova proprio tra l’osservatore, in questo caso gli astronomi sulla Terra, e l’oggetto che si vuole osservare.

La luce emessa da SPT2319-55 è stata amplificata tanto che gli scienziati sono riusciti ad ottenere immagini molto più dettagliate di quanto sarebbero mai stati in grado di fare data la grandissima distanza.

Crediti immagine: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Spilker/UT-Austin; NRAO/AUI/NSF, S. Dagnello; AURA/NSF

In un’immagine il gas da cui si formano le stelle

I dati raccolti da ALMA sono poi stati elaborati grazie a dedicati programmi informatici che hanno permesso di “scremare” l’effetto della lente gravitazionale e ricostruire un’immagine accurata dell’oggetto distante. L’immagine ha rivelato la presenza di un potente vento di gas, proprio il gas da cui si formano le stelle, che defluiva dalla galassia a una velocità di circa 800 chilometri al secondo.

Non certo una leggera brezza, ma piuttosto forti raffiche che allontanano dalla galassia il gas alla stessa velocità con cui essa lo trasforma in una nuova stella.

Gli scienziati si sono concentrati su questa galassia, che emette nell’infrarosso, e hanno dato la caccia ad una particolare linea di assorbimento nel suo spettro, localizzata nell’ordine di grandezza del millimetro, di una molecola specifica: idrossile o OH, composta da un atomo di idrogeno e uno di ossigeno. Analizzando l’ombra prodotta nello spettro dall’assorbimento della molecola, è stato possibile avere una osservazione diretta di questo vento galattico che soffoca la formazione stellare.

Regolare la produzione di stelle

Spilker e i suoi colleghi hanno così sottolineato che i venti molecolari sono un fattore importante per la regolazione della produzione di stelle in queste galassie e hanno ipotizzato che a innescarli possano essere diversi fenomeni: dalla combinazione di tutte le esplosioni di supernova che accompagnano una rapida e massiva formazione stellare al potente rilascio di energia da parte dei gas che precipitano nei buchi neri supermassivi ospitati nei centri galattici.

Il prossimo passo dello studio, per gli astronomi, è già chiaro. Spilker spiega che osservare il vento molecolare in una galassia così significativa e lontana è un risultato importante, ma l’obiettivo è determinare se i venti siano una caratteristica comune di questa tipologia di galassie.

Scoprire che sono onnipresenti nelle galassie starburst significherebbe capire meccanismo che le porta ad auto-regolare la loro crescita, “soffocandosi” prima di esaurirsi sfornando stelle velocità frenetiche e insostenibili a tempo indefinito.

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Veronica Nicosia
Aspirante astronauta, astrofisica per vocazione, giornalista di professione. Laureata in Fisica e Astrofisica all'Università La Sapienza, vincitrice del Premio giornalistico Riccardo Tomassetti nel 2012 con una inchiesta sull'Hiv. Lavoro come giornalista per Blitzquotidiano e collaboro con Oggiscienza. Mi occupo di scienza, salute, tecnologia e ambiente.

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