Comunicato Stampa

Origini violente delle galassie a disco sondate da ALMA

Nuove osservazioni spiegano perché le galassie come la Via Lattea siano così comuni nell'universo

17 Settembre 2014

Per decenni gli scienziati hanno creduto che le fusioni di galassie solitamente si concludano nella formazione di galassie ellittiche. Ora, per la prima volta, dei ricercatori, usando ALMA e tutta una serie di altri radio telescopi, hanno trovato le prove dirette che le galassie in fusione possano invece formare galassie a disco, e che questo risultato sia di fatto molto comune. Questa conclusione sorprendente potrebbe spiegare perché ci sono così tante galassie a spirale come la nostra Via Lattea nell'universo.

Un gruppo di ricerca internazionale condotto da Junko Ueda, un postdoc della Japan Society for the Promotion of Science, ha sorprendentemente osservato che la maggior parte delle collisioni di galassie nell'universo vicino - a una distanza compresa tra i 40 e i 600 milioni di anni-luce dalla Terra - si conclude con la formazione di galassie a disco. Tali galassie - incluso le galassie a spirale come la Via Lattea e le galassie lenticolari - sono definite da regioni di polvere e gas a forma di “frittella”, e sono distinte dalla categoria delle galassie ellittiche.

Per molto tempo era comunemente accettato  che le galassie a disco in fusione formassero, alla fine, una galassia a forma ellittica. Durante questi violenti incontri le galassie non solo aumentano la massa mentre si fondono o si mangiano a vicenda, ma cambiano anche forma nel tempo e quindi cambiano tipologia nel processo.

Simulazioni al computer risalenti agli anni '70 hanno mostrato che la fusione di due galassie a disco paragonabili si conclude in una galassia ellittica. Le simulazioni predicono che la maggior parte delle galassie oggi siano ellittiche, in conflitto con le osservazioni che mostrano che più del 70% delle galassie oggi sono di fatto galassie a disco. Tuttavia simulazioni più recenti hanno suggerito che le collisioni possano anche formare galassie a disco.

Per identificare la forma finale delle galassie dopo la fusione, il gruppo ha studiato la distribuzione di gas in 37 galassie che si trovano nelle fasi finali della collisione. Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array (ALMA) e altri radio-telescopi [1] sono stati usati per osservare l'emissione del monossido di carbone (CO), un indicatore del gas molecolare.

Questa ricerca costituisce il più grande studio di gas molecolare nelle galassie condotta fino a oggi e fornisce indicazioni uniche sulla formazione di galassie come la Via Lattea. Questo studio svela che quasi tutte le fusioni mostrano forme a “frittella” del gas molecolare, e quindi si tratta di galassie a disco in formazione. Ueda spiega: "Per la prima volta c'è una prova osservativa che le fusioni di galassie possano condurre alla formazione di galassie a disco. È un inaspettato passo da gigante verso la comprensione del mistero della nascita delle galassie a disco."

Ciononostante rimane molto da scoprire. Ueda aggiunge: "Dobbiamo iniziare a concentrarci sulla formazione di stelle in questi dischi di gas. Inoltre dobbiamo guardare a maggiore distanza nell'universo. Sappiamo che la maggior parte delle galassie nell'universo lontano hanno anche dei dischi. Non sappiamo tuttavia, se le fusioni siano responsabili anche di quest’ultimi, o se essi si siano formati dal gas freddo che gradualmente cade nella galassia. Forse abbiamo trovato un meccanismo generale che si applica attraverso tutta la storia dell'universo."

Note

[1] Questi dati provengono da  ALMA; il Combined Array for Research in Millimeter-wave Astronomy: una rete millimetrica di 23 antenne paraboliche in California; il Submillimeter Array, una rete submillimetrica formata da otto antenne paraboliche in Mauna Kea, Hawaii; il Plateau de Bure Interferometer; il NAOJ Nobeyama Radio Observatory, un radio-telescopio di 45m; National Radio Astronomy Observatory, un radio-telescopio di 12m negli USA; Five College Radio Astronomy Observatory, un telescopio di 14m negli USA; il telescopio di 30m di IRAM; e il Swedish-ESO Submillimeter Telescope come suplemento.

Ulteriori Informazioni

ALMA, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, un osservatorio astronomico internazionale, è una collaborazione fra l'Europa, il Nord America e l'Asia Orientale, in cooperazione con la Repubblica del Cile. In Europa, ALMA è finanziata dall'ESO, in Nord America dalla U.S. National Science Foundation (NSF), in cooperazione con il National Research Council del Canada (NRC) e il National Science Council di Taiwan (NSC) e in Asia Orientale dagli Istituti Nazionali di Scienze Naturali del Giappone (NINS), in cooperazione con l'Accademia Sinica di Taiwan (AS). La costruzione e la gestione di ALMA sono condotte dall'ESO per conto dell'Europa, dall'Osservatorio Nazionale di Radio Astronomia (NRAO) gestito dalle Associated Universities, Inc. (AUI) per conto del Nord America e dall'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) per conto dell'Asia Orientale. L'osservatorio congiunto di ALMA (JAO: Joint ALMA Observatory) fornisce la guida unitaria e la gestione della costruzione, del commissioning e delle operazioni di ALMA.

Questo lavoro è stato presentato in un articolo intitolato "Cold Molecular Gas in Merger Remnants. I. Formation of Molecular Gas Discs" di Ueda et al. pubblicato nella rivista Astrophysical Journal Supplement (Agosto 2014).

Il team è composto di Junko Ueda (JSPS postdoctoral fellow/National Astronomical Observatory of Japan [NAOJ]), Daisuke Iono (NAOJ/The Graduate University for Advanced Studies [SOKENDAI]), Min S. Yun (The University of Massachusetts), Alison F. Crocker (The University of Toledo), Desika Narayanan (Haverford College), Shinya Komugi (Kogakuin University/ NAOJ), Daniel Espada (NAOJ/SOKENDAI/Joint ALMA Observatory), Bunyo Hatsukade (NAOJ), Hiroyuki Kaneko (University of Tsukuba), Yoichi Tamura (The University of Tokyo), David J. Wilner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics), Ryohei Kawabe (NAOJ/ SOKENDAI/The University of Tokyo) e Hsi-An Pan (Hokkaido University/SOKENDAI/NAOJ)

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 15 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Gran Bretagna, Italia, Olanda, Portogallo, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner europeo di un telescopio astronomico di concetto rivoluzionario, ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. L'ESO al momento sta progettando l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che opera nell'ottico e infrarosso vicino e che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter e (in parte) da Nicolas Cretton.

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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso1429.