Il pasto della galassia sorpreso da un lontano faro

Il VLT dell'ESO indaga sulla crescita delle galassie

Alcuni astronomi, usando il VLT (Very Large Telescope) dell'ESO, hanno identificato una galassia lontana che sta avidamente nutrendosi del gas nelle vicinanze. Si vede il gas cadere verso la galassia, creando un flusso che alimenta la formazione stellare e al tempo stesso incrementa la rotazione della galassia. Questa è finora la miglior evidenza osservativa che conferma la teoria che le galassie inglobino e divorino il materiale circostante per crescere e formare stelle. I risultati saranno pubblicati nel numero del 5 luglio 2013 della rivista Science.

Gli astronomi hanno sempre sospettato che le galassie crescano attirando materia dai dintorni, ma questo processo si è dimostrato molto difficile da osservare direttamente. Ora il VLT (Very Large Telescope) dell'ESO è stato usato per studiare un raro allineamento tra una galassia distante [1] e un quasar ancora più lontano - il nucleo luminosissimo di una galassia alimentato da un buco nero supermassiccio. La luce del quasar, prima di raggiungere la Terra, passa attraverso la materia che circonda la galassia, rendendo possibile studiare in dettaglio le proprietà del gas intorno alla galassia [2]. Questi nuovi risultati offrono la miglior vista finora di una galassia mentre si nutre.


"Questo tipo di allineamento è molto raro e ci ha permesso finora di effettuare osservazioni uniche", spiega Nicolas Bouché del Research Institute in Astrophysics and Planetology (IRAP) di Tolosa, Francia, primo autore dell'articolo. "Abbiamo potuto usare il VLT (Very Large Telescope) dell'ESO per osservare sia la galassia stessa che il gas circostante. Ciò ci ha permesso di affrontare un nodo importante della teoria della formazione delle galassie: come fanno le galassie a crescere e alimentare la formazione stellare?".

Le galassie consumano rapidamente la loro riserva di gas per creare nuove stelle e perciò in qualche modo devono essere continuamente rifornite di nuovo gas per andare avanti. Gli astronomi sospettavano che la risposta a questo problema stesse nella raccolta di gas freddo dai dintorni, grazie all'attrazione gravitazionale della galassia. In questo scenario una galassia attira gas verso l'interno e questo poi si mette a girare intorno alla galassia, ruotando con essa prima di cadere. Anche se qualche prova di questo tipo di accrescimento era stata già osservata nelle galassie, il moto del gas e le altre sue proprietà non erano state ben studiate finora.

Gli astronomi hanno usato due strumenti noti come SINFONI e UVES [3], entrambi montati sul VLT dell'ESO all'Osservatorio del Paranal nel Cile settentrionale. Le nuove osservazioni hanno sia mostrato come la galassia stessa ruoti che rivelato la composizione e il moto del gas all'esterno della galassia.

"Le proprietà di questo enorme volume di gas intorno alla galassia erano esattamente quello che ci saremmo aspettati di trovare se il gas freddo fosse attratto dalla galassia", conferma il co-autore Michael Murphy (Swinburne University of Technology, Melbourne, Australia). "Il gas si muove come previsto, nella quantità giusta e con la composizione adatta ai modelli teorici. È come il pasto dei leoni allo zoo - questa particolare galassia ha un vorace appetito e abbiamo scoperto come si nutre per crescere così in fretta."

Gli astronomi hanno già trovato evidenza materia intorno alle galassie nell'Universo primordiale, ma questa è la prima volta in cui sono stati in grado di mostrare chiaramente che la materia si muove verso l'interno e non verso l'esterno e di determinare la composizione chimica del carburatnte che alimenta le nuove generazioni di stelle. Senza la luce del quasar che funge da sonda il gas circostante non sarebbe osservabile.

"Siamo stati fortunati in questo caso poichè il quasar si trovava esattamente al posto giusto perchè la luce passasse attraverso il gas in caduta. La prossima generazione di telescopi veramente grandi consentirà studi con diverse linee di vista per ogni galassia e ci darà una visione più completa del problema," conclude il co-autore Crystal Martin (University of California Santa Barbara, USA).

Note
[1] Questa galassia è stata trovata nella survey di SINFONI del 2012 alla ricerca di oggetti a redshift z ~ 2, chiamata SIMPLE (SINFONI Mg II Program for Line Emitters). Il quasar di fondo si chiama HE 2243-60 e la galassia si trova a un redshift di 2,3285 - il che significa che stiamo vedendola quando l'Universo aveva appena due miliardi di anni.

[2] Quando la luce del quasar passa attraverso le nubi di gas, alcune lunghezze d'onda vengono assorbite. Lo schema di queste impronte di assorbimento può dare agli astronomi molte informazioni sul moto e sulla composizione chimica del gas. Senza il quasar sullo sfondo si sarebbero ottenute molte meno informazioni - le nubi di gas non risplendono e non sono visibili nelle immagini dirette.

[3] SINFONI è lo Spettrografo a campo integrale per osservazioni nel vicino infrarosso, mentre UVES è lo spettrografo echelle per visibile e ultravioletto. Sono entrambi montati sul VLT dell"ESO. SINFONI ha scoperto il moto del gas nella galassia e UVES gli effetti del gas intorno alla galassia sulla luce che proviene dal quasar più lontano.

Ulteriori Informazioni
Questo lavoro è stato descritto nell'articolo intitolato “Signatures of Cool Gas Fueling a Star-Forming Galaxy at Redshift 2.3”, che verrà pubblicato nel numero del 5 luglio 2013 della rivista Science.

L'equipe è composta da N. Bouché (CNRS; IRAP, Francia), M. T. Murphy (Swinburne University of Technology, Melbourne, Australia), G. G. Kacprzak (Swinburne University of Technology, Australia; Australian Research Council Super Science Fellow), C. Péroux (Aix Marseille University, CNRS, Francia), T. Contini (CNRS; University Paul Sabatier of Toulouse, Francia), C. L. Martin (University of California Santa Barbara, USA), M. Dessauges-Zavadsky (Observatory of Geneva, Svizzera).

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 15 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Gran Bretagna, Italia, Olanda, Portogallo, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile:

La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner europeo di un telescopio astronomico di concetto rivoluzionario, ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. L'ESO al momento sta progettando l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che opera nell'ottico e infrarosso vicino e che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

Immagine: Illustrazione artistica di una protostella. Credit: NASA/Caltech
Fonte:
http://www.altrogiornale.org/