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26 Febbraio 2021
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    Anche le galassie possono “morire”, e accade quando il materiale necessario alla formazione stellare che le mantiene “vive” in qualche modo si esaurisce o viene perso nello spazio intergalattico. Questo accade a causa dei venti stellari dovuti alla formazione stellare stessa, all’azione del buco nero centrale nelle galassie massicce, ma può accadere anche, come racconta un recente studio, in seguito alla fusione di due galassie.

    La rappresentazione artistica mostra la galassia ID2299, il risultato di una collisione tra galassie, e parte del suo gas mentre viene espulso in una "coda mareale" come risultato della fusione. Nuove osservazioni fatte con ALMA, di cui l'ESO è un partner, hanno catturato le primissime fasi di questa espulsione, prima che il gas raggiungesse le grandi scale rappresentate nell'immagine. Crediti: ESO/M. Kornmesser

    Le galassie iniziano a “morire” quando smettono di formare stelle, ma finora gli astronomi non avevano mai visto chiaramente l’inizio di questo processo in una galassia lontana. Usando ALMA (l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), di cui l’ESO (European Southern Observatory) è un partner, alcuni astronomi hanno ora osservato una galassia espellere quasi la metà del gas che serve per la formazione stellare. Questa espulsione sta avvenendo a un tasso sorprendente, equivalente a 10 000 soli all’anno: la galassia sta rapidamente perdendo il materiale che sarebbe servito per creare nuove stelle. L’equipe ritiene che questo evento spettacolare sia stato innescato dalla collisione con un’altra galassia, il che potrebbe portare gli astronomi a ripensare a come le galassie smettono di dare vita a nuove stelle.

    «È la prima volta che osserviamo una tipica galassia massiccia con alta formazione stellare nel lontano Universo che sta per “morire” a causa di una massiccia emissione di gas freddo», afferma Annagrazia Puglisi, autrice principale del nuovo studio, dell’Università di Durham, nel Regno Unito e del Saclay Nuclear Research Centre (CEA-Saclay), in Francia. La galassia, ID2299, è così distante che la sua luce impiega circa 9 miliardi di anni per raggiungerci; la vediamo quindi in un’epoca in cui l’Universo aveva solo 4,5 miliardi di anni.

    Gli astronomi hanno osservato che l’espulsione del gas sta avvenendo a un tasso equivalente a 10.000 soli all’anno ed è arrivata a rimuovere, sorprendentemente, il 46% del gas freddo totale da ID2299. Poiché la galassia sta anche formando stelle molto rapidamente, centinaia di volte più velocemente della nostra Via Lattea, il gas rimanente verrà rapidamente consumato, spegnendo completamente ID2299 in poche decine di milioni di anni.

    L’evento responsabile della spettacolare perdita di gas, secondo l’equipe, è una collisione tra due galassie, che si sono fuse per formare ID2299. L’elusivo indizio che ha svelato agli scienziati questo scenario è stato l’associazione del gas espulso a una «coda mareale». Le code mareali sono flussi allungati di stelle e gas che si estendono nello spazio interstellare, prodotti per esempio quando due galassie si fondono, di solito troppo deboli per essere visti in galassie lontane. Tuttavia, l’equipe è riuscita a osservare questa struttura relativamente luminosa proprio mentre veniva lanciata nello spazio e a identificarla come una coda mareale.

    La maggior parte degli astronomi ritiene che i responsabili del lancio di materiale di formazione stellare nello spazio siano i venti causati dalla formazione stellare stessa e dall’attività del buco nero al centro di galassie massicce. Questa espulsione pone così fine alla capacità delle galassie di creare nuove stelle. Il nuovo studio pubblicato oggi su Nature Astronomy suggerisce che anche gli scontri e le fusioni di galassie possono essere all’origine dell’espulsione nello spazio dei gas.

    «Il nostro studio suggerisce che le espulsioni di gas possono essere prodotte dalla fusione di galassie e che venti e code mareali possono apparire molto simili», spiega il coautore dello studio Emanuele Daddi di CEA-Saclay. Per questo motivo, alcuni dei gruppi che in precedenza hanno identificato venti emessi da galassie lontane potrebbero in effetti aver osservato code mareali che espellevano gas. «Questo potrebbe portarci a rivedere la nostra comprensione di come le galassie muoiono», aggiunge Daddi.

    Puglisi concorda sull’importanza della scoperta: «Ero entusiasta di scoprire una galassia così eccezionale! Ero ansioso di saperne di più su questo strano oggetto perché ero convinto che ci fosse una lezione fondamentale da imparare sull’evoluzione delle galassie distanti».

    Questa sorprendente scoperta è stata fatta per caso, mentre l’equipe stava ispezionando una survey di galassie realizzata con ALMA, progettata per studiare le proprietà del gas freddo in più di 100 galassie lontane. ID2299 era stata osservata da ALMA solo per pochi minuti, ma il potente Osservatorio, situato nel nord del Cile, ha permesso al team di raccogliere dati sufficienti per rilevare sia la galassia che la sua coda di materia in espulsione.

    «ALMA ha gettato nuova luce sui meccanismi che possono arrestare la formazione di stelle in galassie lontane. Assistere a un evento di così grande distruzione aggiunge un pezzo importante al complesso puzzle dell’evoluzione delle galassie», conclude Chiara Circosta, ricercatrice presso l’University College di Londra, Regno Unito, che ha contribuito alla ricerca.

    In futuro, l’equipe potrebbe utilizzare ALMA per effettuare osservazioni di questa galassia più profonde  e a risoluzione più elevata, per comprendere meglio la dinamica del gas espulso. Le future osservazioni con l’ELT (Extremely Large Telescope) dell’ESO potrebbero consentire all’equipe di esplorare le connessioni tra le stelle e il gas in ID2299, facendo nuova luce sulle modalità di evoluzione delle galassie.


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    Coelum Astronomia di Gennaio 2021
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