Comunicato Stampa

Il lato oscuro degli ammassi stellari

Il VLT scopre un nuovo tipo di ammasso globulare

13 Maggio 2015

Alcune osservazioni effettuate con il VLT (Very Large Telescope) dell'ESO in Cile hanno scoperto una nuova classe di ammassi globulari "oscuri" intorno alla galassia gigante Centauro A. Questi oggetti misteriosi appaiono simili agli ammassi normali, ma contengono molta più massa e possono alternativamente ospitare una quantità inattesa di materia oscura oppure buchi neri massicci - ma nessuna di queste ipotesi era prevista nè viene del tutto compresa.

Gli ammassi globulari sono enormi sfere di migliaia di stelle, in orbita intorno alla maggior parte delle galassie. Sono tra i sistemi stellari più vecchi che si conoscano nell'Universo e sono sopravvissuti per la maggior parte dell'arco della crescita ed evoluzione delle galassie.

Matt Taylor, studente di dottorato presso la Pontificia Universidad Catolica de Chile, a Santiago in Cile, e titolare di una borsa dell'ESO è il primo autore di questo nuovo lavoro. Egli descrive il caso: "Gli ammassi globulari e le stelle che li compongono sono la chiave per capire la formazione e l'evoluzione delle galassie. Per decenni gli astronomi hanno pensato che le stelle che formavano un dato ammasso globulare condividessero età di formazione e composizione chimica - ma ora sappiamo che sono creature più strane e più complicate".

La galassia ellittica Centauro A (nota anche come NGC 5128) è la galassia gigante più vicina alla Via Lattea e si sospetta che contenga almeno 2000 ammassi globulari. Molti di questi sono più brillanti e più massicci dei circa 150 in orbita nella Via Lattea.

Matt Taylor e il suo gruppo hanno eseguito lo studio finora più dettagliato di un campione di 125 ammassi globulari intorno a Centauro A usando lo strumento FLAMES sul VLT (Very Large Telescope) dell'ESO all'Osservatorio del Paranal nel Cile settentrionale [1]. Hanno sfruttato queste osservazioni per derivare la massa degli ammassi [2] e confrontare i risultati con la luminosità di ciascuno di essi.

Per la maggioranza degli ammassi della nuova ricerca, i più brillanti avevano anche una massa maggiore, come ci si aspettava: se un ammasso contiene più stelle ha una luminosità totale maggiore e una massa maggiore. Ma per alcuni degli ammassi globulari si vedeva qualcosa di strano: erano molte volte più massicci di quello che avrebbero dovuto essere. E, più strano ancora, più massicci erano e maggiore era la frazione di materia che non emette luce. Qualcosa in questi ammassi era scuro, nascosto e massiccio. Ma cosa?

C'erano diverse possibilità. Forse l'ammasso oscuro contiene dei buchi neri, o altri resti stellari oscuri nel nucleo? Questo potrebbe spiegare parte della massa nascosta, ma l'equipe di lavoro ha concluso che ci deve essere qualcos'altro. Che dire della materia oscura? Gli ammassi globulari sono considerati quasi privi di questa sostanza misteriosa ma forse, per qualche ragione ancora sconosciuta, alcuni ammassi hanno mantenuto quantità significative di materia oscura nel centro. Questo spiegherebbe le osservazioni, ma non rientra nelle teorie convenzionali.

Il coautore Thomas Puzia aggiunge: "La nostra scoperta di ammassi stellari con masse inaspettatamente alte rispetto alla quantità di stelle che contengono suggerisce che ci possano essere diverse famiglie di ammassi globulari, con diverse storie di formazione. Apparentemente alcuni ammassi stellari hanno lo stesso aspetto, si muovono nello stesso modo e e hanno lo stesso odore dei soliti ammassi globulari, ma ci potrebbe essere letteralmente molto più di ciò che si vede!".

Questi oggetti sono ancora un mistero. L'equipe è impegnata anche su una survey più ampia di ammassi globulari in altre galassie e stanno arrivando i primi indizi che questi ammassi scuri si trovino anche altrove.

Matt Taylor riassume la situazione: "Siamo inciampati in una nuova e misteriosa classe di ammassi stellari! Questo mostra che abbiamo ancora molto da imparare su tutti gli aspetti della formazione degli ammassi globulari. È un risultato importante e ora dobbiamo trovare altri esempi di questi ammassi scuri intorno ad altre galassie".

Note

[1] Fino ad oggi gli astronomi hanno studiato con questo dettaglio solo ammassi stellari nel Gruppo Locale. Le distanze relativamente piccole rendono possibili misure dirette delle loro masse. Osservando NGC 5128, che è una galassia ellittica isolata e massiccia appena fuori dal Gruppo Locale, a circa 12 milioni di anni luce di distanza, sono stati in grado di stimare le masse degli ammassi globulari in un ambiente completamente diverso, spingendo VLT/FLAMES ai suoi limiti.

[2] Le osservazioni con FLAMES danno informazoni sul moto delle stelle nell'ammasso. La forma dell'orbita dipende dalla forza del campo gravitazionale e perciò può essere usata per dedurre la massa dell'ammasso -  gli astronomi chiamano queste stime masse dinamiche. Il potere di raccolta della luce dello specchio di un UT da 8,2 metri del VLT e la perizia di FLAMES's nell'osservare più di 100 ammassi simultaneamente sono stati la chiave per raccogliere tutti i dati necessari allo studio.

Ulteriori Informazioni

Questo lavoro è stato presentato nell'articolo intitolato “Observational evidence for a dark side to NGC 5128’s globular cluster system”, di M. Taylor et al., che verrà pubblicato dalla rivista Astrophysical Journal.

L'equipe è composta da Matthew A. Taylor (Pontificia Universidad Catolica de Chile, Santiago, Cile; ESO, Santiago, Cile), Thomas H. Puzia (Pontificia Universidad Catolica de Chile), Matias Gomez (Universidad Andres Bello, Santiago, Cile) e Kristin A. Woodley (University of California, Santa Cruz, California, USA).

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 16 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile. 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 principale di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri 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.

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Contatti

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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso1519.