La ricerca internazionale, condotto dalla ricercatrice dell’Istituto di Astrofisica delle Isole Canarie (IAC) Almudena Prieto, ha trovato nuovi siti di formazione stellare, sotto forma di piccoli e deboli ammassi stellari, attorno al centro di una galassia evoluta.
Descrizione della foto
Ricerca – Le due immagini mostrano la regione centrale dell’anziana galassia NGC 1386. A sinistra c’è la vista della galassia in luce visibile catturata dal telescopio spaziale HST. A destra la stessa vista, ma combinata con l’immagine catturata dal radiotelescopio ALMA. In entrambe le immagini, gli ammassi stellari, dove si stanno creando migliaia di stelle, sono contrassegnati da cerchi bianchi e sono visibili come deboli punti luminosi all’interno di ciascun cerchio. Nell’immagine in luce visibile si possono vedere anche regioni scure, come lunghi cordoni filamentosi, che passano o terminano molto vicini agli ammassi stellari. Queste correnti trasportano il materiale necessario per formare nuove stelle. Anche se finora sconosciuta, la natura di questo materiale viene rivelata sotto forma di filamenti luminosi – regioni bluastre – grazie ai dati ALMA. Questi filamenti sono costituiti da molecole di base, come l’idrogeno molecolare, per creare stelle. Credito: HST/ALMA. Composizione: Gabriel Pérez Díaz (SMM, IAC).
Il contenuto della ricerca
È la prima volta che gli scienziati riescono a isolare e datare giovani popolazioni di stelle con grande precisione in questo tipo di galassie, in cui predominano le stelle vecchie, chiamate vecchie galassie ringiovanite.
Gli ammassi stellari sono enormi concentrazioni di migliaia o decine di migliaia di stelle legate gravitazionalmente. Questo accade in una regione estremamente compatta (diametro: poche decine di anni luce), equivalente a una piccola frazione delle dimensioni di una galassia.
Gli ammassi sono importanti poiché quasi tutte le loro stelle sono nate all’incirca nello stesso periodo da materiale nella stessa nube molecolare. Pertanto forniscono preziose informazioni su molti processi astrofisici che si verificano nelle galassie.
Recenti ricerche internazionali, guidate dalla IAC, hanno rilevato una costellazione di ammassi stellari molto deboli in cui si stanno formando stelle molto giovani. Ciò che è intrigante è che questa nuova generazione di stelle si sta verificando al centro di una galassia già antica, la vicina NGC 1386. Essa è situata a 53 milioni di anni luce dalla Terra e dominata da un’enorme popolazione di vecchie stelle.
“Tutti questi ammassi appaiono distribuiti come piccole perle in un anello attorno al centro della galassia. Sorprendentemente, sono tutti identici, quindi pensiamo che siano stati creati contemporaneamente come un evento sincronizzato, circa 4 milioni di anni fa”, spiega Almudena Prieto, ricercatrice IAC e prima autrice dello studio.
Finora, la maggior parte dei dati indicava che la formazione stellare nelle galassie diminuisce costantemente nel tempo. Tuttavia, negli ultimi anni, sono emerse prove dell’esistenza delle cosiddette vecchie galassie ringiovanite, ovvero galassie che recentemente mostrano segni di un crescente tasso di formazione stellare.
La ricerca attuale è riuscita, per la prima volta, a isolare spazialmente queste popolazioni di giovani stelle e a datare con precisione la loro età al centro di una di queste vecchie galassie.
I mezzi tecnologici
Per raggiungere questo obiettivo sono state utilizzate immagini ad altissima risoluzione angolare. Immagini ottenute da alcuni dei più grandi telescopi del mondo, come il Very Large Telescope (VLT), l’ Hubble Space Telescope (HST) e l’ Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA ), tra l’altro.
“Sono state utilizzate anche nuove tecniche che, insieme, ci hanno permesso di isolare spazialmente circa 61 ammassi stellari, nelle lunghezze d’onda ottica e del vicino infrarosso, e di separare temporalmente alcune delle fasi evolutive della formazione stellare”, afferma Juan A. Fernández-Ontiveros, ricercatore presso il Centro di Studi di Fisica del Cosmo di Aragona (CEFCA) e coautore del lavoro.
La ricerca ha utilizzato osservazioni combinate provenienti da diversi telescopi, sia spaziali che terrestri, nonché tecniche innovative di analisi dei dati. I risultati sono pubblicati sulla rivista Monthly Notice della Royal Astronomical Society.
Ammassi alimentati da filamenti di materia
Il risultato ottenuto, che sfida le aspettative dello scenario standard, rivela anche il meccanismo che contribuisce a questa insolita formazione stellare. “Il paradigma è che non c’è molto materiale in questa vecchia galassia per creare nuove stelle – dice il ricercatore – Non importa, questa galassia è riuscita ad acquisire i rifornimenti necessari dalle sue regioni più remote, ai margini del suo disco stellare”.
Il team è riuscito a visualizzare come il nucleo della galassia cattura materiale da lunghi filamenti di polvere e materiale molecolare. Tali filamenti circolano dalla regione esterna della galassia al suo centro, dove si formano nuove stelle. “Questi filamenti sono direttamente visibili nelle nostre mappe di polvere ad alta risoluzione angolare ottenute con il VLT e l’HST, come dita scure, e nella nostra immagine ALMA, come filamenti luminosi”, aggiunge Prieto.
La ricerca ha anche scoperto che questo anello di ammassi stellari non è l’ultimo episodio di formazione stellare in questa galassia. Secondo i dati ottenuti da ALMA, sembra che sia in atto un nuovo episodio di ringiovanimento. “Abbiamo rilevato un secondo anello di circa 70 nubi molecolari che, come gli attuali ammassi stellari, sono tutti identici tra loro, quindi un nuovo processo di formazione stellare è previsto tra circa 5 milioni di anni”, conclude l’autore dello studio.
Questo studio fa parte del progetto PARSEC che mira a indagare, a più lunghezze d’onda, il nucleo delle galassie più vicine e i processi di accrescimento dei buchi neri. Guidato dalla IAC, il progetto è composto da quasi 50 membri provenienti da istituzioni di un gran numero di paesi.
Articolo originale: Almudena Prieto et al. “La visione PARSEC della formazione stellare nei centri delle galassie: dai protoammassi agli ammassi stellari in una spirale di tipo precoce”. MNRAS 2024. DOI: https://doi.org/10.1093/mnras/stae1822