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Come muoiono le galassie

Come muoiono le galassie e cosa le uccide? Secondo un nuovo studio pubblicato la scorsa settimana sulla rivista Nature la principale causa di morte galattica sarebbe da imputare al fenomeno dello "strangolamento", un processo graduale che si innesca quando le galassie non possiedono più gli elementi chimici necessari alla formazione di nuove stelle.

Nell’Universo esistono due tipi di galassie: ci sono le galassie “vive”, come la Via Lattea, nelle quali nascono in continuazione nuove stelle; poi ci sono le galassie “morte”, in cui il processo di formazione stellare si è interrotto. Le galassie vive sono ricche di gas freddi – perlopiù idrogeno ed elio – che costituiscono i mattoni fondamentali per la nascita di nuove stelle. Le galassie inattive, per contro, sono piene di metalli pesanti, ovvero i rimasugli lasciati dalla morte di stelle più vecchie. Gli astronomi hanno proposto due differenti ipotesi per spiegare le cause che conducono alla morte di una galassia: secondo la prima i gas freddi necessari alla produzione di nuove stelle verrebbero improvvisamente espulsi dalla galassia per via di forze ignote, privandola così del suo “fluido vitale”; la seconda suggerisce che la fornitura di gas si interromperebbe invece gradualmente, portando la galassia ad una lenta morte per “strangolamento”. Qual è, tra le due, l’ipotesi corretta?

 

I ricercatori dell’Università di Cambridge e del Royal Observatory di Edimburgo hanno scoperto che i livelli di metalli contenuti nelle galassie ormai inattive forniscono un’impronta digitale che permette di determinarne la causa della morte. Per arrivare a questo risultato gli scienziati hanno sfruttato i dati forniti dalla Sloan Digital Sky Survey, analizzando il livello di metalli pesanti in più di 26.000 galassie ubicate nei pressi della Via Lattea. “I metalli sono un potente tracciante della storia della formazione stellare: più stelle nascono e muoiono all’interno una galassia, maggiore sarà il suo contenuto di metalli pesanti” ha detto il dottor Yingjie Peng, principale autore dello studio. “Così, osservando i livelli di metalli pesanti nelle galassie inattive possiamo stabilire come sono morte”.

 

Se le galassie morissero a causa di un improvviso deflusso di gas freddi, la nascita di nuove stelle si interromperebbe bruscamente e il contenuto di metalli pesanti rimarrebbe invariato in tutte le fasi del processo di distruzione. Se le galassie venissero uccise per “strangolamento”, invece, il contenuto di metalli pesanti aumenterebbe con il trascorrere del tempo e le stelle continuerebbero a formarsi fino ad esaurimento dei gas, anche se con una frequenza ridotta. Sebbene per ragioni pratiche non sia possibile analizzare le galassie una ad una, attraverso complessi calcoli statistici i ricercatori sono comunque stati in grado di determinare la causa di morte della maggior parte delle galassie di dimensioni medie. “Abbiamo riscontrato che, per una data massa stellare, il contenuto di metallo di una galassia inattiva è significativamente superiore a quello di una galassia attiva di massa simile” ha detto il professor Roberto Maiolino, co-autore dello studio. “Questo non è quello che ci si aspetterebbe di vedere nel caso di un deflusso improvviso dei gas freddi, ma è coerente con lo scenario dello strangolamento”.

 

I ricercatori hanno verificato i risultati in modo indipendete, cercando di stabilire la differenza media di età tra le galassie attive e quelle in cui il processo di formazione stellare si è interrotto. I risultati dell’analisi suggeriscono uno scarto di circa quattro miliardi di anni, in perfetto accordo con l’analisi della distribuzione dei metalli pesanti e quindi anche con l’ipotesi della morte per strangolamento. “Questa è la prima prova definitiva che le galassie muoiono a causa del fenomeno dello strangolamento”, ha aggiunto Peng. “Tuttavia questo non ci dice nulla sui processi che lo innescano. In sostanza conosciamo la causa della morte ma non sappiamo ancora chi è l’assassino, anche se ci sono un paio di sospetti.”

 

Fonte:  Y. Peng, R. Maiolino, R. Cochrane. Strangulation as the primary mechanism for shutting down star formation in galaxiesNature, 2015; 521 (7551): 192 DOI: 10.1038/nature14439

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