Dall’alone galattico all’evoluzione stellare

Un’immagine artistica raffigurante l’alone gassoso che circonda una galassia, illuminato da una stretta banda di luce ultravioletta detta emissione Lyman alfa. L’alone di gas di Q2343-BX418 è circa dieci volte più grande della galassia stessa. Crediti: T. Klein, Uwm

Grazie al nuovo strumento Keck Cosmic Web Imager (Kcwi) del  W.M. Keck Observatory di Maunakea, alle Hawaii, un team di astronomi è riuscito ad osservare l’alone di gas della galassia Q2343-BX418 con un dettaglio senza precedenti. Q2343-BX418 è una piccola, giovane galassia situata a circa 10 miliardi di anni luce dalla Terra, analoga ad altre galassie giovani troppo deboli per essere studiate nel dettaglio. Per questo motivo è una candidata ideale per capire come apparivano le galassie poco dopo la nascita dell’universo.

«La maggior parte della materia ordinaria nell’universo non è sotto forma di stella o pianeta, ma di gas. E la maggior parte di quel gas esiste non nelle galassie, ma intorno e tra di loro», commenta Dawn Erb, dell’Università del Wisconsin-Milwaukee, autrice principale di uno studio pubblicato il 24 luglio su The Astrophysical Journal Letters, nel quale per la prima volta è stato utilizzato lo strumento Kcwi.

Il gas che circonda le galassie crea aloni nei punti in cui entra ed esce da queste, alimentandole o fuggendone: questo afflusso o deflusso di gas influenza il destino delle stelle, poiché «l’afflusso di nuovo gas che si accumula in una galassia», spiega Erb, «fornisce combustibile per la formazione di nuove stelle, mentre il deflusso di gas limita l’abilità di una galassia di formarne. Quindi, comprendere le complesse interazioni che avvengono in questo alone gassoso è la chiave per scoprire come le galassie formano le stelle e si evolvono. Negli ultimi anni», continua Erb, «abbiamo appreso che gli aloni gassosi che circondano le galassie si illuminano con una particolare lunghezza d’onda dell’ultravioletto chiamata emissione Lyman alfa. Ci sono molte teorie diverse su ciò che produce questa emissione negli aloni delle galassie, ma almeno una parte di essa è probabilmente dovuta alla luce che è originariamente prodotta dalla formazione stellare nella galassia, che viene assorbita e riemessa dal gas nell’alone».

Dawn Erb, astronoma dell’Università del Wisconsin-Milwaukee, dove si occupa di crescita ed evoluzione delle galassie, prima autrice dello studio. Crediti: T. Fox, Uwm

Ed è proprio questa emissione dell’alone di Q2343-BX418 che ha interessato lo studio del team di Erb, aggiungendo dettagli e chiarezza all’immagine della galassia e del suo alone di gas prima impossibili, grazie al nuovo strumento del Keck Observatory che consente di ottenere uno spettro di ogni singolo pixel dell’immagine osservata. Ciò ha permesso agli astronomi di tracciare il gas, registrare la sua velocità e la sua estensione spaziale, quindi creare una mappa tridimensionale che ne mostra la struttura e il comportamento.

I risultati dello studio suggeriscono che la galassia sia circondata da un deflusso di gas approssimativamente sferico e che ci siano variazioni significative nella densità e velocità di questo gas. Essendo però Q2343-BX418 la sola galassia  finora analizzata in questo modo, è necessario osservarne altre per vedere se i risultati siano tipici. La speranza è che un’ulteriore analisi dei dati raccolti e le simulazioni al computer che modellano i processi forniscano ulteriori approfondimenti riguardo alle prime galassie nel nostro universo . «Mentre lavoreremo per completare la modellazione più dettagliata, saremo in grado di testare in che modo le proprietà dell’emissione Lyman alfa nell’alone di gas sono correlate alle proprietà stesse delle galassie, dicendoci qualcosa su come la formazione stellare nella galassia influenzi il gas nell’alone», conclude Erb.

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Fonte: Dall’alone galattico all’evoluzione stellare