Come nasce una galassia

L’archeologia stellare mostra come le enormi galassie ellittiche che oggi popolano l’Universo si siano formate molto rapidamente circa dieci miliardi di anni fa, ma, grazie alle osservazioni di un team di ricercatori, oggi possiamo adesso osservare ‘in diretta’ la formazione di uno di questi giganti del cielo. Hai Fu della University of California di Irvine e colleghi, in uno studio pubblicato su Nature, ha infatti trovato indizi su una rarissima fusione di due galassie ricche di gas per dare così origine a un’enorme galassia ellittica.

Finora si credeva che le progenitrici di questi sistemi stellari, fossero delle luminose galassie dette Smg (submillimeter galaxies), la cui massa media di gas molecolare (quasi 10¹⁰ masse solari) è in grado di giustificare la formazione di galassie ellittiche di dimensioni tipiche. Ma la questione rimaneva aperta, perché questa massa non era tuttavia in grado di spiegare l’origine di galassie particolarmente grandi, ossia quelle con una massa stellare superiore alle 10¹¹ masse solari. 

Poiché una galassia di questo tipo era stata catalogata nella survey HerMES (Herschel Multi-tiered Extragalactic Survey), gli scienziati si sono impegnati ad osservarla indagando a fondo con diversi telescopi (come Herschel appunto, Hubble e il W. M. Keck Observatory nelle Hawaii) in diverse lunghezze d’onda per ottenerne delle immagini in alta definizione e per campionarne la distribuzione spettrale di energia.

Durante questo studio, tuttavia, essi si sono accorti che la fonte di luce era risolvibile in due componenti molto brillanti, connesse da un sottile ponte di materiale: si trattava della fusione di due galassie Smg, iniziata circa 11 miliardi di anni fa. Studiando con attenzione il sistema, il team ha riscontrato in esso un tasso di formazione di stelle di circa 2000 masse solari all’anno, molto superiore di quello delle galassie normali. Questo implica che le sue riserve di idrogeno non si esauriranno prima di 200 milioni di anni, dando il tempo ai due sistemi stellari di unirsi per formare una sola galassia ellittica grande 10 volte la nostra Via Lattea. Tuttavia questa nascita cataclismica ha delle conseguenze, come spiega Fu: “Queste galassie hanno dato inizio a un vero e proprio ingozzamento che esaurirà nelle prossime centinaia di milioni di anni le loro riserve alimentari, facendo sì che la neonata galassia muoia lentamente di fame”.

È estremamente raro osservare delle fusioni tra galassie come questa, denominata HXMM01, perché sono fenomeni di breve durata e innaturalmente grandi, ma gli scienziati ipotizzano che ce ne sia uno ogni cento gradi quadrati di cielo, e che esse potrebbero rappresentare una fase critica della formazione delle galassie ellittiche più grandi, fornendo finalmente una risposta al quesito sulla loro origine. Questi risultati verranno presto testati grazie alle future osservazioni a grande campo nel range di lunghezze d’onda submillimetriche, che, con un po’ di fortuna, sveleranno altri sistemi simili ad HXMM01.

Riferimenti:  Nature doi: 10.1038/nature12184

Credits immagine: ESA/NASA/JPL-Caltech/UC Irvine/STScI/Keck/NRAO/SAO