La galassia irregolare iperattiva

Una galassia nana di forma irregolare ci pone di fronte ad un mistero intrigante: come è possibile che riesca a formare nuove stelle senza avere risorse di polveri e gas? Gli astronomi ritengono che la risposta si possa trovare nei densi grumi di materiale di formazione stellare distribuiti lungo tutta la galassia. Un team internazionale di astronomi, utilizzando l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ha scoperto una popolazione sconosciuta di nubi interstellari compatte, nascoste all’interno della galassia nana irregolare Wolf-Lundmark-Melotte, più comunemente nota come WLM. Queste nubi, immerse in una pesante coltre di materiale interstellare, ci aiutano a spiegare come sia possibile che si formino densi ammassi di stelle nei dintorni di una galassia migliaia di volte più piccola della nostra Via Lattea. «Ci sono diverse ragioni per cui le galassie nane irregolari come WLM sono poco attrezzate a formare ammassi stellari», ha osservato Monica Rubio, astronoma pressp l’Università del Cile e autore principale di un articolo che apparirà a breve sulla rivista scientifica Nature. «Queste galassie hanno densità molto basse, sono sprovviste di quegli elementi pesanti che contribuiscono alla formazione stellare. Queste galassie dovrebbero formare solamente stelle distanti tra loro, non gruppi concentrati, ma ciò che osserviamo è decisamente diverso». Studiando questa galassia con ALMA, infatti, gli astronomi sono stati in grado di individuare delle regioni compatte che sembrano in grado di simulare gli ambienti dove nascono nuove stelle che si trovano nelle galassie più grandi. Queste regioni sono state scoperte indagando nel dettaglio le informazioni luminose emesse dalle molecole di monossido di carbonio (CO), che sono tipicamente associate alla formazione stellare. In precedenza, un gruppo di astronomi guidati da Deidre Hunter del Lowell Observatory di Flagstaff in Arizona, aveva effettuato una prima rivelazione di CO nella galassia WLM grazie al telescopio Atacama Pathfinder Experiment (APEX). Tali osservazioni erano state realizzate ad una risoluzione troppo bassa per poter risolvere con precisione la posizione delle molecole, ma hanno comunque permesso di confermare che WLM contiene l’abbondanza di CO più bassa mai rilevata per una galassia. Questa carenza di CO e altri elementi pesanti dovrebbe inibire pesantemente la formazione di nuove stelle. «Le molecole, e in particolare il monossido di carbonio, svolgono un ruolo importante nella formazione delle stelle», ha spiegato Rubio. «Quando le nubi di gas cominciano a collassare, la temperatura e la densità densità aumentano, opponendosi alla forza di gravità. E’ qui che le molecole e le particelle di polvere vengono in aiuto al processo di formazione stellare assorbendo parte del calore attraverso collisioni ed emettendo luce nelle lunghezze d’onda infrarosse e submillimetriche». Questo raffreddamento consente alla gravità di proseguire il collasso fino a formare una nuova stella. Il problema era che, fino ad ora, per WLM e galassie simili con bassissima abbondanza di elementi pesanti, gli astronomi non erano in grado di vedere quantità sufficienti di questo materiale per giustificare la presenza di nuovi ammassi stellari. La ragione per cui inizialmente il CO era così difficile da osservare, si è scoperto, è che a differenza delle galassie normali, le nubi presenti in WLM sono molto piccole rispetto agli inviluppi di gas atomico e molecolare che le circondano. Per diventare fabbriche di stelle, le nubi di CO addensato hanno bisogno di questi enormi ambienti circostanti di gas che premono su di loro, poiché questi forniscono ai nuclei una densità sufficientemente elevata da permettere la formazione di un ammasso di stelle. «Come un subacqueo che venga spinto verso il fondo di un profondo abisso, queste regioni di gas in formazione stellare sperimentano pressioni tremende, sebbene l’oceano circostante di gas interstellare sia ancora più profondo», ha dichiarato Bruce Elmegreen, un co-autore dell’articolo e ricercatore presso l’IBM TJ Watson Research Center di New York. «Con la scoperta che il monossido di carbonio rimane confinato in regioni dense all’interno di una più vasta regione di gas, abbiamo potuto finalmente comprendere i meccanismi che hanno portato alla formazione degli impressionanti dintorni stellari che possiamo vedere oggi nella galassia». Ulteriori studi effettuati con ALMA permetteranno di determinare le condizioni che hanno portato alla formazione degli ammassi globulari presenti nell’alone della Via Lattea. Gli astronomi ritengono che questi ammassi, molto più grandi, possano essersi originariamente formati all’interno di galassie nane ed essersi successivamente spostate nell’alone a seguito della disgregazione delle loro galassie ospiti. WLM è una galassia nana relativamente isolata, situata a circa 3 milioni di anni luce di distanza da noi, lungo i bordi del Gruppo Locale, ovvero il gruppo di galassie che comprende la Via Lattea, le Nubi di Magellano, Andromeda, M33, e dozzine di altre galassie più piccole.
di Elisa Nichelli (INAF)

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