La galassia a spirale controrotante NGC 5719 ottenuta con la camera a grande campo del Large Binocular Telescope. È visibile una parte del ponte di materia che collega NGC 5719 con la galassia compagna NGC 5713 e che alimenta la formazione delle stelle in rotazione retrograda. Crediti: A. Pizzella/Large Binocular Cameras Team
Quando pensiamo ad una galassia a spirale ci immaginiamo una maestosa ed ordinata danza delle stelle che si muovono ordinatamente attorno al suo centro. L’esperienza accumulata dagli astronomi dipinge però un quadro non sempre così idilliaco. È stato infatti scoperto da tempo che alcune galassie a spirale contengono due distinti gruppi di stelle in rotazione con verso opposto l’uno rispetto all’altro. A prima vista queste galassie, dette “controrotanti”, sono del tutto simili alle altre e solo lo studio dettagliato della rotazione delle loro stelle e del loro gas permette di svelarne lo strano comportamento. Nei casi finora noti la frazione di stelle in moto retrogrado rispetto al resto della galassia varia dal 20 al 50 per cento. Un vero e proprio enigma per gli scienziati, ma ora il lavoro di un team di ricercatori italiani e dell’INAF in pubblicazione sulla rivista Astronomy&Astrophysics fornisce nuove informazioni per fornire una spiegazione convincente a questo comportamento.
“Trovarsi in una galassia controrotante sarebbe come stare nel bel mezzo di una strada a una sola corsia in cui metà delle automobili viaggia in una direzione e metà nell’altra,” spiega Lodovico Coccato dell’European Southern Observatory che ha recentemente condotto uno studio sulla struttura delle galassie controrotanti grazie ai dati raccolti con il Very Large Telescope in Cile. “Per fortuna, al contrario di quanto accadrebbe in un’autostrada priva di corsie distinte per senso di marcia, le distanze tra le stelle di una galassia sono così grandi da rendere praticamente impossibili gli scontri frontali,” continua Coccato che con i suoi collaboratori dell’Università e dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Padova è finalmente riuscito a raccogliere le prove utili per capire come si formano le galassie controrotanti. Si pensa infatti che si tratti di sistemi in cui inizialmente le stelle ruotavano tutte nello stesso verso. Se nel corso del tempo la galassia cattura dall’esterno una certa quantità di gas, che ruota in senso inverso rispetto alle stelle preesistenti, allora le stelle che si formeranno da questo gas si muoveranno anch’esse in direzione opposta alle stelle preesistenti dando vita ad una galassia controrotante.
Per provare definitivamente la validità di questo scenario di formazione era necessario verificare che le stelle controrotanti ruotassero nella stessa direzione del gas e fossero più giovani del resto delle stelle della galassia. Questo è proprio quanto scoperto con il Visible Multi Object Spectrograph montato sul Very Large Telescope, che ha mappato i moti delle stelle in rotazione inversa e ne ha misurato l’età in tre diverse galassie controrotanti: NGC 3593, NGC 4550 e NGC 5719. In tutti e tre i casi le stelle controrotanti sono di almeno un miliardo di anni più giovani delle stelle del resto della galassia. Inoltre, le proprietà chimiche delle stelle controrotanti sono diverse da quelle delle altre stelle, segno che le due popolazioni stellari sono nate da nubi di gas con caratteristiche differenti. “Nel caso di NGC 5719 la cattura di materiale dall’ambiente esterno sta continuando ancora oggi,” spiega Enrico Maria Corsini, ricercatore dell’Università di Padova e associato INAF. “Questa galassia a spirale è infatti collegata alla galassia compagna NGC 5713 da un ponte di idrogeno neutro, che si estende per circa 100 milioni di anni luce e alimenta la formazione delle stelle controrotanti nel disco di NGC 5719.” Contrariamente a NGC 5719, le altre due galassie studiate, NGC 3593 e NGC 4550, sono relativamente isolate e non presentano segni evidenti di interazione né con altre galassie né con materiale intergalattico. Questo significa che il processo di cattura del gas in rotazione inversa e la successiva formazione delle stelle controrotanti si conclusero molto tempo fa.
La presenza di gas, stelle o entrambi in controrotazione è stata rilevata in decine di galassie di tutti i tipi. Oltre ai casi appena considerati ci sono anche i nuclei stellari controrotanti, che si sono formati al centro di alcune galassie ellittiche a seguito della cattura di una galassia satellite, o quelle galassie lenticolari in cui il gas è di origine esterna e ruota in direzione opposta alla componente stellare. Sono tutti esempi dell’importanza del ruolo giocato dai processi di interazione nel plasmare la struttura delle galassie come oggi le osserviamo.
Per saperne di più:
- L’articolo Spectroscopic evidence of distinct stellar populations in the counter-rotating stellar disks of NGC 3593 and NGC 4550 di L. Coccato, L. Morelli, A. Pizzella, E. M. Corsini, L. Buson e E. Dalla Bontà in pubblicazione sulla rivista Astronomy&Astrophysics