Roma – Le galassie sono molto più grandi di quanto ritenuto sinora. La scoperta, condotta da un gruppo di ricerca internazionale guidato Nikole M. Nielsen, ricercatrice presso la Swinburne University e ASTRO 3D e professoressa assistente presso l’Università dell’Oklahoma, riportata su su Nature Astronomy, si deve all’osservazione ravvicinata del gas che circonda le galassie, noto come mezzo circumgalattico. Gli altri autori del lavoro provengono dalla Swinburne, dall’Università del Texas di Austin, dal California Institute of Technology di Pasadena, dall’Università della California di San Diego e dalla Durham University. L’alone di gas che circonda il disco stellare rappresenta circa il 70% della massa della galassia, esclusa la materia oscura, ma finora è rimasto un mistero. In passato è stato possibile osservare il gas solo misurando la luce di un oggetto di sfondo, come un quasar, che viene assorbita dal gas, il che limita l’immagine della nube a un raggio simile a una matita. Il nuovo studio, tuttavia, ha osservato il mezzo circumgalattico di una galassia in esplosione stellare a 270 milioni di anni luce di distanza, utilizzando nuove tecniche di imaging profondo che sono state in grado di rilevare la nube di gas che brilla al di fuori della galassia a 100.000 anni luce di distanza nello spazio, fino a dove è stato possibile guardare. Per immaginare la vastità di questa nube di gas, basta pensare che la luce delle stelle della galassia, quella di solito percepita come un disco, si estende a soli 7.800 anni luce dal suo centro. Lo studio attuale ha osservato la connessione fisica di idrogeno e ossigeno dal centro della galassia fino allo spazio e ha dimostrato che le condizioni fisiche del gas sono cambiate. “L’abbiamo trovato ovunque abbiamo guardato, il che è stato davvero emozionante e sorprendente”, ha detto Nielsen, autrice principale del lavoro.
La dottoressa Nikole (Nikki) Nielsen in visita al Keck alle Hawaii
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“Ora vediamo dove si ferma l’influenza della galassia, la transizione in cui diventa parte di ciò che la circonda e, infine, dove si unisce alla rete cosmica più ampia e alle altre galassie”, ha continuato Nielsen. “Di solito si tratta di confini sfumati”, ha spiegato Nielsen. “Ma in questo caso, sembra che abbiamo trovato un confine abbastanza chiaro in questa galassia tra il suo mezzo interstellare e il suo mezzo circumgalattico”, ha affermato Nielsen. Lo studio ha osservato le stelle che ionizzano il gas con i loro fotoni all’interno della galassia. “Nel CGM, il gas viene riscaldato da qualcosa di diverso dalle condizioni tipiche all’interno delle galassie, che probabilmente include il riscaldamento delle emissioni diffuse dalle galassie collettive dell’Universo e forse un certo contributo è dovuto agli urti”, ha dichiarato Nielsen. “È questo interessante cambiamento che è importante e fornisce alcune risposte alla domanda su dove finisce una galassia”, ha proseguito Nielsen. La scoperta è stata possibile grazie al Keck Cosmic Web Imager, KCWI, del telescopio Keck di 10 metri alle Hawaii, che contiene uno spettrografo a campo integrale ed è uno degli strumenti più sensibili del suo genere in funzione. “Queste osservazioni uniche nel loro genere richiedono un cielo molto buio, disponibile solo presso l’Osservatorio Keck di Mauna Kea”, ha aggiunto Deanne Fisher, professoressa associata di Swinburne e autrice del lavoro. Gli scienziati di ASTRO 3D hanno avuto accesso al KCWI grazie all’Università di Swinburne. “La partnership di Swinburne con l’Osservatorio W. M. Keck ha permesso al nostro team di spingersi davvero oltre i limiti del possibile”, ha sottolineato Glenn Kacprzak, anch’egli autore dello studio. “Il KCWI ha davvero cambiato il modo in cui possiamo misurare e quantificare il gas diffuso intorno alle galassie”, ha precisato Kacprzak. Grazie allo strumento, invece di effettuare una singola osservazione che fornisce un singolo spettro del gas nella galassia, gli scienziati possono ora ottenere migliaia di spettri simultaneamente con una sola immagine di KCWI. “È la prima volta che riusciamo a fotografare l’alone di materia che circonda una galassia”, ha evidenziato Emma Ryan-Weber, a capo di ASTRO 3D. Lo studio aggiunge un altro tassello al puzzle che rappresenta una delle grandi domande dell’astronomia e dell’evoluzione delle galassie: come si evolvono le galassie? Come si procurano il gas? Come elaborano il gas? Dove va a finire il gas. “Il mezzo circumgalattico svolge un ruolo enorme nel ciclo del gas”, ha specificato Nielsen. “Quindi – ha osservato Nielsen – se riusciamo a capire come appare il CGM intorno a galassie di tipo diverso, quelle in formazione stellare, quelle che non lo sono più e quelle che sono in fase di transizione tra le due, possiamo osservare le differenze in questo gas, che potrebbero guidare le divergenze all’interno delle galassie stesse, e i cambiamenti in questo serbatoio potrebbero effettivamente guidare i cambiamenti nella galassia stessa”. Lo studio è direttamente collegato alla missione di ASTRO 3D. I risultati potrebbero anche avere implicazioni sul modo in cui le diverse galassie interagiscono e su come potrebbero impattare l’una con l’altra. “È molto probabile che le CGM della nostra Via Lattea e di Andromeda si stiano già sovrapponendo e interagendo”, ha concluso Nielsen. (30Science.com)
