Hubble mette in dubbio teoria di formazione delle galassie a spirale

WASHINGTON – Grazie alla sua capacità di osservazione nel vicino infrarosso l’Hubble Space Telescope della NASA ha sbirciato indietro nel tempo per ben 9 miliardi di anni, scoprendo una straordinaria quantità di giovani galassie nane colme di stelle in formazione. Dal momento che le galassie nane sono la tipologia più comune di galassie nell’universo, le rapida nascita di stelle osservata in questo nuovo caso potrebbe costringere gli astronomi a rivedere le loro teorie riguardo le modalità con cui si formano le galassie stesse.

Le galassie sono un centinaio di volte meno massicce, in media, rispetto alla Via Lattea, eppure sfornano stelle ad un ritmo così furioso che il loro contenuto stellare raddoppierebbe in soli 10 milioni di anni. In confronto la Via Lattea impiegherebbe un tempo mille volte maggiore per raddoppiare la sua popolazione di stelle.

L’età dell’universo è stimata in 13,7 miliardi di anni e queste galassie scoperte recentemente sono estreme anche per il giovane universo quando la maggior parte delle galassie stavano formando stelle a tassi più elevati di quanto siano oggi. Utilizzando gli strumenti di Hubble gli astronomi potrebbero vedere le galassie perché la radiazione
proveniente dalle stelle giovani e calde ha illuminato come insegne luminose al neon il gas di ossigeno che le circonda.

Arjen van der Wel del Max Planck Institute per l’astronomia di Heidelberg -Germania-, autore dell’articolo pubblicato sull’Astrophysical Journal il 14 novembre, dice che “le galassie sono sempre state tutte li, ma fino a poco tempo fa gli astronomi erano in grado di analizzare solo piccole aree di cielo con la sensibilità necessaria per rilevarle. Noi non stavamo studiando specificatamente queste galassie, ma esse spiccavano a causa dei loro insoliti colori”.

Le osservazioni erano parte della Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS), un ambizioso studio di tre anni per analizzare le più lontane galassie nell’universo. CANDELS è il primo censimento delle galassie nane a quell’epoca primordiale. Amber Straughn, del NASA Goddard Space Flight Center a Greenbelt, coautore dell’articolo,
ha detto che “otre alle immagini, Hubble ha catturato gli spettri che ci mostrano l’ossigeno in una manciata di galassie ed ha confermato la natura della loro estrema formazione stellare. Gli spettri sono come le impronte digitali, ci dicono la composizione chimica delle galassie”.

Le osservazioni risultanti sono un po’ in contrasto con i recenti dettagliati studi delle galassie nane che orbitano come satelliti della Via Lattea.

Harry Ferguson dello Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimora, collaboratore di CANDELS, ha spiegato che “quegli studi suggeriscono che la formazione stellare era un processo relativamente lento, che si estende oltre miliardi di anni. Si è trovato che c’erano le galassie all’incirca delle stesse dimensioni che stavano formando
stelle ad un ritmo così rapido da costringerci a riesaminare ciò che pensavamo sapevamo sull’evoluzione delle galassie nane”.

Mediante immagini nel vicino infrarosso riprese con la Wide Field Camera 3 e la Advanced Camera for Surveys di Hubble il team ha scoperto 69 galassie nane giovani.

Le osservazioni suggeriscono che le galassie appena scoperte erano molto comuni 9 miliardi di anni fa. Tuttavia è un mistero perché le galassie nane appena trovate stavano creando gruppi di stelle a un tasso elevato. Le simulazioni al computer mostrano che le formazioni stellari nelle piccole galassie possono essere episodiche. Il gas si raffredda e collassando forma le stelle. Le stelle poi riscaldano il gas e lo soffiano via, come nelle esplosioni di supernova. Dopo qualche tempo il gas si raffredda e collassa ancora una volta, producendo una nuova formazione stellare, proseguendo il ciclo.

Van der Wel dice che “mentre queste predizioni teoriche possono offrire suggerimenti per spiegare la formazione di stelle in queste galassie recentemente scoperte, le esplosioni osservate sono molto più intense di ciò che le simulazioni possono riprodurre”.

Il James Webb Space Telescope, un osservatorio a raggi infrarossi, il cui lancio è previsto entro questo decennio, sarà in grado di esaminare queste deboli galassie ad un’epoca ancora più remota per vedere il bagliore delle loro stelle, rivelare la loro composizione chimica ed offrire migliori dettagli sulla loro formazione.

Il telescopio spaziale Hubble è un progetto di cooperazione internazionale tra la NASA e l’Agenzia spaziale europea. Goddard gestisce il telescopio. STScI coordina le operazioni di Hubble scienza ed è gestito per la NASA dalla Association of Universities for Research
in Astronomy Inc di Washington.

Per immagini ed ulteriori informazioni su Hubble ed i risultati di CANDELS:

http://www.nasa.gov/hubble