Risolto l’enigma dei dischi galattici sottili e spessi

Un enigma duranto a lungo, riguardante la natura dei dischi galattici, è stato finalmente risolto da un team di astronomi condotto da Ivan Minchev del Leibniz Institute for Astrophysics Potsdam (AIP), utilizzando modelli teorici disponibili ad oggi. Il nuovo studio mostra come gruppi di stelle con la stessa età producano sempre bagliore come risultato di collisioni galattiche massive. Quando presi tutti insieme, questi bagliori, annidati come i petali di una rosa che sta sbocciando, gonfiano il disco galattico e vanno a costituire quello che gli astronomi chiamano il disco “spesso”.

La galassia analoga alla Via Lattea, NGC 891. Sovrapposte vediamo curve colorate che mostrano i brillamenti da gruppi di stelle con età similari fra loro. Quando tutte le stelle sono messe insieme il disco ha uno spessore costante, mostrato dalle linee bianche diritte. (Credit: Adam Block, Mt. Lemmon SkyCenter, University of Arizona / Ivan Minchev, AIP)
La galassia analoga alla Via Lattea, NGC 891. Sovrapposte vediamo curve colorate che mostrano i brillamenti da gruppi di stelle con età similari fra loro. Quando tutte le stelle sono messe insieme il disco ha uno spessore costante, mostrato dalle linee bianche diritte.
(Credit: Adam Block, Mt. Lemmon SkyCenter, University of Arizona / Ivan Minchev, AIP)

Siamo stati in grado di dimostrare per la prima volta che i dischi spessi galattici non sono composti solo da stelle vecchie ma devono anche contenere stelle giovani a distanze maggiori dal centro galattico“, spiega Minchev. “Il bagliore osservato in gruppi di stelle con la stessa età è causato per la maggior parte dal bombardamento di piccole galassie satellite. Questi continui impatti come veicoli cosmici che si vanno a schiantare sul giovane disco galattico, non fanno altro che gonfiarlo e fargli produrre bagliore.

Per arrivare a questo nuovo risultato, il team ha effettuato simulazioni numeriche su grandi super computer e ha esaminato la struttura delle loro galassie simulate. Gli scienziati hanno raggruppato le stelle per età e hanno visionato dove esse erano localizzate. Ciò che han trovato è stato che le stelle di una determinata età formavano un disco con i bordi più brillanti, come la bocca di un trombettista. Questo bagliore è inevitabile, essendo una diretta conseguenza del fatto che galassie più piccole vanno a collidere con la $galassia$ principale —  una caratteristica generale che spiega come gli scienziati ritengono che le galassie si riescano a formare. Dal momento che le stelle più vecchie si sono formate nelle regioni più interne della galassia, per loro il bagliore si verifica più vicino al centro, mentre per le stelle più giovani avviene alla periferia della galassia. Quando assembliamo i pezzi, la combinazione dei bagliori da tutte le stelle produce l’elusivo disco spesso, come osserviamo.

Uno degli aspetti più affascinanti delle galassie è che le loro stelle possono essere divise in due componenti: un disco lanuginoso che avvolge un disco sottile. Fino ad ora la comprensione del problema ci diceva che le stelle del disco spesso erano le più antiche. Nelle osservazioni della Via Latta, le stelle più antiche sono localizzate in prossimità del centro, mentre quelle più giovani sono più lontane. Gli scienziati sono d’accordo sul fatto che questa separazione è probabilmente dovuta ad uno scenario di formazione “interno-esterno”, laddove la Via Lattea forma stelle prima nel suo centro e successivamente nelle regioni più esterne, un pò come le città crescono radialmente a partire da un centro medievale per arrivare ai quartieri moderni. Osservare le strutture della Via Lattea è difficile, dal momento che noi siamo situati all’interno del suo disco, approssimativamente a metà strada dal centro. Invece, gli astronomi devono basarsi sulle stelle che ci circondano per costruire un modello da questa prospettiva limitata. Ad ogni modo, se la Via Lattea fosse stata simile ad altre galassie ed il suo disco spesso fosse stato composto solo da stelle vecchie, concentrate verso il centro, allora ci saremmo ingenuamente aspettati che il suo disco spesso fosse poco esteso. Ma in altre galassie i dischi spessi sono osservati avere una estensione pari a quella delle stesse galassie. I risultati di Minchev risolvono questa contraddizione richiedendo che le stelle del disco spesso diventino più giovani nelle parti periferiche del disco.

Con la nostra nuova comprensione sia della formazione che dell’inter ruolo tra disco sottile e spesso galattici, ci siamo avvicinati molto di più a risolvere uno dei problemi più fondamentali dell’astrofisica galattica.“, conclude Ivan Minchev. “Le nostre predizioni saranno presto provabili dai dati forniti dalla missione spaziale Gaia e utilizzando strumenti ad alta precisione come MUSE, installato nel Very Large Telescope.

L’articolo originale è disponibile QUI sul sito dell’AIP. Il preprint elettronico del lavoro è invece reperibile QUI.

 

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