Tracce d’immigrazione stellare nella galassia di Andromeda

Trovate prove evidenti del più importante evento di accrescimento

La galassia di Andromeda. KPNO/NOIRLab/AURA/NSF/Local Group Survey Team/TA Rettore (University of Alaska Anchorage)/D. de Martin/M. Zamani

Nel corso di miliardi di anni, le grandi galassie crescono ed evolvono formando nuove stelle e catturando altre galassie. Gli astronomi definiscono questi fenomeni come “immigrazione galattica” e riservano particolare interesse alle storie di formazione, studiando attentamente i moti nei vasti aloni di stelle e materia oscura. La sommatoria di tali ricerche è ormai comunemente chiamata “archeologia galattica”. Le distanze anche tra le galassie più vicine, quelle del Gruppo Locale, sono già abbastanza grandi da renderle impegnative, perciò studi approfonditi sono stati eseguiti solo per la nostra Via Lattea.

Un team internazionale di ricercatori ha scoperto sorprendenti prove di un grande evento di immigrazione galattica nella Galassia di Andromeda (M31), la grande vicina della Via Lattea. Questo importante risultato con il Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) operativo sul 4-m Nicholas U. Mayall Telescope presso il Kitt Peak National Observatory, un programma del NOIRLab/NSF.

Con DESI sono state misurate le velocità radiali di circa 7500 stelle nell’alone di M31. L’analisi dei loro moti ha permesso di ricondurre la formazione delle strutture nell’alone a circa 2 miliardi di anni fa. [KPNO/NOIRLab/AURA/NSF/E. Slawik/D. de Martin/M. Zamani]

Un evento recente

Lo studio ha misurato il movimento di 7438 stelle nell’alone interno, trovando schemi rivelatori nei loro moti, riconducibili all’assorbimento di una galassia catturata circa 1-2 miliardi di anni fa. L’alone stellare della galassia era stato già indagato usando come traccianti le stelle giganti rosse. Pur rivelando la presenza di numerose strutture e flussi stellari, non era conosciuta la loro cinematica. Questo nuovo risultato supera abbondantemente qualsiasi altro per galassie esterne.

Le nostre nuove osservazioni della grande vicina M31, rivelano prove di un evento di immigrazione galattica con squisiti dettagli“, afferma Arjun Dey, primo autore principale della ricerca. “Anche se il cielo notturno può sembrare immutabile, l’Universo è un luogo dinamico. Galassie come M31 e la nostra Via Lattea sono costruite dagli elementi costitutivi di molte galassie più piccole nel corso della storia cosmica“.

Non l’avevamo mai visto così chiaramente nei movimenti delle stelle, né avevamo visto alcune delle strutture risultanti da questa fusione“, ha detto invece Sergey Koposov, coautore dell’articolo. “Lo scenario emergente è che la storia di Andromeda è simile a quella della Via Lattea. Gli aloni interni di entrambe le galassie sono dominati da un unico evento di immigrazione”.

(Sinistra) Distribuzione della densità spaziale delle sorgenti nell’alone interno di M31 dal catalogo PAndAS. (Destra) Distribuzione spaziale del sottoinsieme dei target DESI selezionati. I punti sono codificati a colori dalla velocità radiale relativa alla velocità di recessione di M3. Le stelle altamente spostate verso il rosso e verso il blu si estendono molto lontano dal disco. [Tratto da Dey, A. et al., (2023)]

M31 come la Via Lattea

Entrambe le galassie sembrano aver subito un singolo importante evento di fusione anziché tanti più piccoli e costanti. Il maggior contributo all’alone della Via Lattea avvenne 8-10 miliardi di anni fa, nell’evento Gaia-Sausage-Enceladus (GSE), scoperto nei dati di Gaia DR2. Gli astronomi notarono che una grande quantità di stelle segue orbite allungate in direzione contraria alle altre, con composizione chimica nettamente diversa, indicando l’appartenenza a una popolazione distinta. Quello che ha invece coinvolto M31 è più recente, ed offre la possibilità agli astronomi di comprendere meglio GSE.

Non solo Energia Oscura

Lo strumento DESI è stato progettato per mappare milioni di galassie e quasar al fine di misurare gli effetti della misteriosa Energia Oscura sull’espansione cosmica. È lo spettrografo per indagini multioggetto più potente al mondo ed è in grado di misurare gli spettri di oltre 100.000 galassie per notte. Tuttavia, tali capacità possono essere anche sfruttate su oggetti più vicini, come appunto le stelle di M31 con risultati straordinari. DESI ha rivelato le proprietà cinematiche per un numero sufficiente di stelle e ricavato un quadro dettagliato dell’alone senza precedenti. Con appena 3,5 ore di osservazione, DESI ha superato più di un decennio di velocità radiali ottenute con telescopi più grandi.

Tutto questo è anche la conseguenza di un intelligente up-grade del Mayall Telescope e del suo gemello Blanco Telescope in Cile con la costruzione della Dark Energy Camera. La conversione in potenti telescopi per survey ha prodotto decine di straordinarie scoperte, superando anche le più rosee attese. Questa è solo l’ultima. Il gruppo spera di continuare sfruttare le potenzialità di DESI per indagare anche l’alone esterno di M31 con l’obiettivo di rivelarne la struttura e la storia dell’immigrazione.  

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Informazioni su Giuseppe Donatiello 353 Articoli
Nato nel 1967, astrofilo da sempre. Interessato a tutti gli aspetti dell'astronomia, ha maturato una predilezione per il deep-sky, in particolare verso i temi riguardanti il Gruppo Locale e l'Universo Locale. Partecipa allo studio dei flussi stellari in galassie simili alla Via Lattea mediante tecniche di deep-imaging. Ha scoperto sei galassie nane vicine: Donatiello I (2016), Donatiello II, III e IV nel sistema di NGC 253 (2020), Pisces VII (2020) e Pegasus V (2021) nel sistema di M31. Astrofotografo e autore di centinaia di articoli, alcuni con revisione paritaria.