Nella regione di Omega Centauri possiamo osservare una miriade di piccoli puntini rossi: sono un tipico esempio di sorgenti deboli, visibili in un ammasso stellare vicino come questo ma non in galassie lontane. Tuttavia, misurando il loro apporto complessivo, emerge che la massa delle galassie più vecchie è dominata proprio da piccole stelle rosse come queste. Crediti: NASA/ESA/Anderson/van der Marel
Mai fidarsi delle apparenze, nemmeno per le galassie. Se a osservarne il girovita, che nel loro caso sarebbe poi la luminosità, parevano leggere come non mai, il verdetto della bilancia non ha lasciato scampo. Per le più vecchie, addirittura, la lancetta è schizzata a indicare fino tre volte il peso loro attribuito in precedenza. E la ciccia, seppur abilmente dissimulata, è venuta a galla: sotto forma di oggetti poco o per nulla luminosi (come piccole stelle, pianeti, buchi neri), magari nascosti dietro l’alone di materia oscura che le avvolge. Quando si dice che il nero sfina…
A svelare impietosamente l’inganno, un team internazionale guidato da un astrofisico italiano – si è laureato e dottorato a Padova – che lavora al Dipartimento di fisica della Oxford University, Michele Cappellari. Gli scienziati del team hanno applicato i loro modelli dinamici a un tipo di dati particolari, detti di integral-field spectroscopy: in pratica, si tratta delle mappe bidimensionali dei moti delle stelle presenti in un campione di 260 galassie (quelle della survey Atlas3D, di cui abbiamo già parlato anche qui su Media INAF). Riuscendo così a ricalcolare, per ognuna di esse, la initial mass function, ovvero la distribuzione relativa iniziale fra stelle di grande e piccola massa. E scoprendo che non era quella attesa, almeno non per tutte le galassie del campione, in particolare per quelle più vecchie.
«Quasi tutto quello che sappiamo delle galassie deriva dall’osservazione della luce emessa dalle loro stelle», spiega Cappellari a Media INAF, «ma questa luminosità non è che la punta dell’iceberg. In realtà, quello che davvero vorremmo riuscire a misurare è la loro massa, che è poi ciò che tutti i modelli prevedono. Ciò che l’applicazione del nostro metodo ci ha permesso di trovare è che il fattore di conversione adottato per convertire la luminosità delle galassie che osserviamo nella massa stellare che tutti i modelli calcolano non è, in realtà, un fattore universale, come si è pensato per decenni: può variare fino a un fattore tre. Nel senso che le galassie meno massicce e più giovani hanno il fattore che si è usato fino a oggi, mentre quelle più massicce, che sono anche generalmente più vecchie, hanno un fattore che è il triplo di quello adottato finora».
Mica un errore da poco: rimanendo nella metafora, significa che abbiamo a lungo scambiato giunoniche veterane del cosmo da un quintale e mezzo per silfidi da cinquanta chili. Un abbaglio, quello svelato ora sulle pagine di Nature, che comporterà parecchi aggiustamenti. «È ancora presto», mette in guardia Cappellari, «per immaginare le implicazioni dirette della nostra scoperta sui modelli. Ma conoscere la massa delle galassie è cruciale per studiare la formazione delle galassie stesse. Solo che fino a oggi, quando andavamo a misurarla per galassie a diverse distanze, dunque a diverse epoche, usavamo un fattore di conversione “universale” che universale non è. Ora, avendo scoperto che le galassie di massa maggiore sono in realtà anche fino a tre volte più massicce di quanto ritenessimo, si pone un problema: se già i modelli attuali faticavano a spiegare la formazione di galassie di grande massa in epoche precoci, ora dovranno riuscire a giustificare la presenza di galassie ancora più massicce quando l’età dell’Universo era appena un quarto di quella attuale».
Per saperne di più:
- Ascolta l’intera intervista di Media INAF a Michele Capppellari
- Leggi su Nature l’articolo “Systematic variation of the stellar initial mass function in early-type galaxies“, di M. Cappellari et al.