Fossili invisibili

Un passo in avanti importantissimo nello studio delle galassie primigenie che potrebbe risolvere uno dei problemi più misteriosi dei nostri dintorni: la mancanza di galassie satelliti della Via Lattea. Se ne conoscono poco più di una dozzina, ma dovrebbero essere migliaia. La soluzione è semplice: ci sono, ma non si riescono a vedere! Grande ricerca… peccato che alla fine vuole inserire a tutti i costi la materia oscura. Forse non ve n’era bisogno…

Le galassie esistono, ma non si vedono. Questo è il responso che sembra dare Hubble dopo avere studiato in dettaglio quelle poche che sono state localizzate. Il motivo? Facile, non hanno quasi più stelle attive al loro interno e rappresentano veri fossili che risalgono probabilmente ad almeno 13 miliardi di anni fa. Il problema rimane comunque spiegare perché abbiano interrotto quasi improvvisamente e tutte assieme la produzione stellare. In particolare, lo Space Telescope ha rivolto il suo “occhio” verso le galassie nane di Ercole, Leone IV e Orsa Maggiore. Le stelle visibili sono pochissime e sembrano essere estremamente vecchie, di un’età dell’ordine dei 13 miliardi di anni. Dovrebbero quindi essere nate entro il primo miliardo di anni di vita dell’Universo. Infatti, sono molto simili a quelle dell’ammasso globulare M 92, il più vecchio della Via Lattea.

Qualcosa deve quindi aver agito rapidamente e contemporaneamente su tutte le galassie nane vicino alla nostra. La spiegazione più probabile ha un solo nome: “reionizzazione”. Ricordiamo che questo periodo è quello che ha messo fine alla fase oscura, quando la luce, tra cui, soprattutto, l’ultravioletta, è riuscita a uscire allo scoperto e a liberare i suoi fotoni verso l’Universo. La nebbia di idrogeno neutro freddo scomparve inesorabilmente a causa della ionizzazione degli stessi atomi di idrogeno, innescata dalla costruzione delle prime stelle e galassie. Circa un miliardo di anni dopo il Big Bang, l’Universo smise di essere opaco e divenne trasparente com’è ora.

Un momento di felicità di gioia: finalmente la luce! Eppure la gioia non era per tutti. La radiazione ultravioletta, libera di muoversi a piacimento, investì le piccole galassie nane e trascinò con sé la maggior parte del loro gas. Niente gas vuol dire niente più nascita di nuove stelle. Le galassie rimasero inattive, come veri fossili viventi. Poco alla volta le loro stelle giunsero alla fine e si spensero raffreddandosi sempre più. Restarono al loro posto, ma praticamente invisibili ai nostri strumenti.

Queste galassie “fantasma” sono lontane parenti di quelle ancora attive in prossimità della nostra. Esse erano, però, troppo piccole perché la loro gravità potesse contrastare il vento impetuoso della luce ultravioletta. E’ veramente questa la spiegazione del meccanismo che ci fa vedere così poche galassie satelliti invece delle migliaia previste dalla teoria? L’ipotesi è estremamente valida e interessante. Ricordiamo che la Sloan Survey è riuscita a evidenziare poco più di una dozzina di questi fossili, il cui numero di stelle visibili è risultato veramente molto esiguo (centinaia o poche migliaia).

Galassia nana Leone IV
L’immagine più larga è stata ottenuta dalla Sloan Survey e si riferisce a Leone IV e ai suoi dintorni. La galassia nana si trova a circa 500 000 anni luce da noi ed è circoscritta dalla linea tratteggiata che si estende per circa 1100 anni luce. Il quadrato più piccolo è l’immagine ottenuta da Hubble. (Fonte: NASA, ESA, e T. Brown (STScI))

L’articolo potrebbe, a mio parere, finire qui. Invece prosegue, dichiarando che queste piccole galassie “fantasma” devono essere ricche di materia oscura e che forniscono una prova ulteriore per la validità di una delle teorie tra le più seguite al giorno d’oggi. I ricercatori dicono che le galassie nane normali contengono almeno dieci volte più materia oscura della nostra, mentre quelle ancora più deboli e invisibili dovrebbero contenerne almeno cento volte di più. Probabilmente, quelle del tutto invisibili non avrebbero più stelle, ma solo materia oscura. Che dire? Sicuramente hanno ragione loro, ma io mi chiedo: “Se erano così ricche di materia oscura perché la luce ultravioletta ha avuto buon gioco a strapparle il gas?” E ancora: “Ammesso che esse facciano sentire, sebbene invisibili, la loro gravità dovuta alla materia oscura (nessuno lo dice però), perché questa forza non potrebbe essere dovuta alle stelle e ai pianeti ormai spenti e ultra freddi?”.

Scusate questa mia personale presa di posizione, ma penso che mi permettiate di sollevare qualche dubbio su un argomento che sta diventando, forse, troppo di moda senza chiari segni di conferma. Bellissimo il risultato di Hubble e interessantissima la spiegazione legata alla reionizzazione, ma la materia oscura doveva entrarci per forza? Mah…

Il lavoro originale (a pagamento) si può trovare qui.

A questo punto vorrei fare un piccolo test astronomico… che ne dite? Tanto per valutare la conoscenza della materia e la capacità di legare fenomeni apparentemente diversi, ma abbastanza siimili nel loro meccanismo d’azione.

In quale altro fenomeno celeste i raggi ultravioletti servono a eliminare del gas?

E’ un fenomeno comunissimo e utilissimo… anzi essenziale!

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20 Commenti    |    Aggiungi un Commento

  1. Articolo molto interessante, Enzo! Condivido la tua idea: l'aver citato la materia oscura è superfluo.
    Mi è sembrato un volersi adeguare alla moda, una vera caduta di stile....

    Quanto alla domanda... Beh, la risposta è facile, ma se la do adesso non c'è più suspense, quindi....

  2. molto interessante questo articolo enzo.beh la materia oscura per far tornare(?) i conti devono pur sempre citarla.comunque forse mi sfugge qualcosa ma si parla di pochissime stelle visibili...ok ma le altre?cioè se solo nella nostra via lattea si ipotizza che più dell' 80% sia di nane gialle,arancioni e rosse( e queste ultime sono sicuramente tutte ancora in sequenza principale),perchè non dovrebbe essere così anche altrove? in un universo datato tredici e rotti miliardi di anni mi sembra assai improbabile che esistano galassie completamente " morte",no?

  3. Citazione Originariamente Scritto da davide1334 Visualizza Messaggio
    molto interessante questo articolo enzo.beh la materia oscura per far tornare(?) i conti devono pur sempre citarla.comunque forse mi sfugge qualcosa ma si parla di pochissime stelle visibili...ok ma le altre?cioè se solo nella nostra via lattea si ipotizza che più dell' 80% sia di nane gialle,arancioni e rosse( e queste ultime sono sicuramente tutte ancora in sequenza principale),perchè non dovrebbe essere così anche altrove? in un universo datato tredici e rotti miliardi di anni mi sembra assai improbabile che esistano galassie completamente " morte",no?
    forse ho capito male la tua domanda, ma... temo ci sia un po' di confusione (se sbaglio scusami).

    Non dobbiamo confondere stelle molto antiche ma vicine a noi, con stelle giovani situate in luoghi molto lontani da noi nel tempo.

    In un ammasso globulare della Via Lattea, noi vediamo le stelle come sono praticamente oggi dopo essersi evolute per miliardi di anni. Nelle galassie molto lontane vediamo la situazione di quel tempo. La situazione è allora la seguente: se togliamo il gas in galassie primordiali, vediamo com'era la situazione di 13 miliardi di anni fa in condizioni anomale. Se non sono nate nuove stelle, vediamo (o non riusciamo a vedere) solo le stelle già evolutesi in quella data. Le stelle massicce erano morte e quelle non massicce sono praticamente invisibili ai nostri occhi attuali a quella distanza.
    La stranezza è proprio questa: non esistono stelle di generazione successiva alla prima, relativa alla fase oscura.

    Se ho capito male, dimmelo...

  4. VIncenzo anche io credo che la materia oscura sia l'argomento scientifico più pressato e dibattuto senza tesi valide e dati sperimentali. potrebbe anche esistere, ma potrebbe anche non esistere alla stessa probabilità, anzi è più probabile che non esista. anche secondo me la massa "mancante" dell'universo è da attribuire ad ammassi e galassie fossili che potrebbero contenere centinaia di miliardi di stelle spente. o potrebbe anche essere attribuita a nuove particelle che non abbiamo ancora scoperto e che magari curvano lo spazio-tempo. secondo me è facile dire "è attribuita alla materia oscura" e lavarsene le mani, e molti cosmologi infatti stanno cercando di tornare indietro e trovare una buona teoria mi sa.

    PS1: vincenzo zappalà è un classico nome siculo, per caso sei del regno delle 2 sicilie come me?

    PS2: l'indovinello stavolta mi pare semplice, la magica fotosintesi clorofilliana

  5. Citazione Originariamente Scritto da desmobruno Visualizza Messaggio
    PS1: vincenzo zappalà è un classico nome siculo, per caso sei del regno delle 2 sicilie come me?

    PS2: l'indovinello stavolta mi pare semplice, la magica fotosintesi clorofilliana
    a metà... mio padre era di Catania, ma io sono nato in Piemonte con madre ligure... Il sangue c'è però!

    intendevo un altro effetto molto più "astrofisico"....

  6. bene bene!!
    mmm l'unico altro fenomeno che mi viene in mente con UV e gas è la formazione dell'onozo nella stratosfera ma non c'è eliminazione di gas. mmm non saprei...

  7. Citazione Originariamente Scritto da Vincenzo Zappalà Visualizza Messaggio
    forse ho capito male la tua domanda, ma... temo ci sia un po' di confusione (se sbaglio scusami).

    Non dobbiamo confondere stelle molto antiche ma vicine a noi, con stelle giovani situate in luoghi molto lontani da noi nel tempo.

    In un ammasso globulare della Via Lattea, noi vediamo le stelle come sono praticamente oggi dopo essersi evolute per miliardi di anni. Nelle galassie molto lontane vediamo la situazione di quel tempo. La situazione è allora la seguente: se togliamo il gas in galassie primordiali, vediamo com'era la situazione di 13 miliardi di anni fa in condizioni anomale. Se non sono nate nuove stelle, vediamo (o non riusciamo a vedere) solo le stelle già evolutesi in quella data. Le stelle massicce erano morte e quelle non massicce sono praticamente invisibili ai nostri occhi attuali a quella distanza.
    La stranezza è proprio questa: non esistono stelle di generazione successiva alla prima, relativa alla fase oscura.

    Se ho capito male, dimmelo...


    si si enzo hai ragione,non hai capito male come al solito sono io che fatico ad avere il "quadro generale" della situazione,porta/te pazienza eh,comunque ho riletto a modo l'articolo e ho capito,non si sono formate stelle di genereazione successiva,quindi rimangono solo gli oggetti più antichi e più piccoli che non possiamo vedere,da qui galassie fantasma...
    perchè dici che non c'era bisogno di tirare fuori la solita storia della materia oscura?aldilà del concetto di moda o sensazionalismo facile,mi pare di leggere tra le righe di tutti voi più esperti un certo scetticismo,cioè non ci credete fondamentalmente a sta materia oscura?

  8. Citazione Originariamente Scritto da davide1334 Visualizza Messaggio
    si si enzo hai ragione,non hai capito male come al solito sono io che fatico ad avere il "quadro generale" della situazione,porta/te pazienza eh,comunque ho riletto a modo l'articolo e ho capito,non si sono formate stelle di genereazione successiva,quindi rimangono solo gli oggetti più antichi e più piccoli che non possiamo vedere,da qui galassie fantasma...
    perchè dici che non c'era bisogno di tirare fuori la solita storia della materia oscura?aldilà del concetto di moda o sensazionalismo facile,mi pare di leggere tra le righe di tutti voi più esperti un certo scetticismo,cioè non ci credete fondamentalmente a sta materia oscura?
    caro davide,
    tra pochi giorni pubblicherò un articoletto che spieghi un po' meglio gioventù e vecchiaia delle stelle...

    Riguardo alla materia oscura, la mia posizione è che ancora non vi sono prove reali della sua esistenza. Molti effetti a lei imputati potrebbero essere dovuti a valutazioni sbagliate di massa e luminosità. Preferirei che si andasse ancora con i piedi di piombo e non seguire la strada del sensazionalismo. Molti giovani si lanciano in quella direzione, sperando che vi siano più fondi a disposizione. Questo fatto potrebbe influenzare una giusta discussione scientifica... Tutto lì. Poi magari si scoprirà che è tutto vero. Ma preferirei che ci si arrivasse con i giusti tempi e le giuste prove.

  9. Citazione Originariamente Scritto da Vincenzo Zappalà Visualizza Messaggio
    Un passo in avanti importantissimo nello studio delle galassie primigenie che potrebbe risolvere uno dei problemi più misteriosi dei nostri dintorni: la mancanza di galassie satelliti della Via Lattea. Se ne conoscono poco più di una dozzina, ma dovrebbero essere migliaia. La soluzione è semplice: ci sono, ma non si riescono a vedere! Grande ricerca... peccato che alla fine vuole inserire a tutti ...
    leggi tutto...
    Risposta al quesito: penso che gli U.V. siano responsabili della diffusione degli elementi pesanti mediante la dispersione delle nubi di polvere prodotte dalle esplosioni delle supernove massicce (proc. r).

    P.S. Articolo molto interessante. Condivido in pieno (per quel che conta il mio giudizio...) i dubbi del Prof. Enzo.

  10. vedo che il "test" pone problemi che non mi aspettavo...

    Un piccolo aiuto... E' ovvio che i raggi ultravioletti contribuiscano a molti fenomeni celesti. Ma io intendo un'azione ben mirata che permette a "qualcosa" di .... non fatemi dire di più!!!