Basta un clic e la luce si spegne. Di solito è così che funziona nelle nostre case. Ma chissà se esiste un qualche tipo di “interruttore cosmico” che riesce a spegnere le galassie? Ebbene sì, e sono i buchi neri che trasformerebbero grandi galassie in veri e propri cimiteri cosmici, relitti un tempo brillanti, pieni di gas polveri e vita stellare trasformate poi “all’improvviso” in oggetti passivi. Un gruppo internazionale di scienziati ha individuato un fenomeno comune che potrebbe spiegare il motivo per cui numerose galassie, a un certo punto della loro vita, si spengono.
Rappresentazione artistica di un red geyser. Crediti: Kavli IPMU
Il meccanismo che nel corso del tempo porta alla fine della fase di formazione stellare è uno dei più grandi misteri irrisolti nell’evoluzione delle galassie. La galassia dormiente studiata dal team di ricercatori si chiama Akira (proprio così, come il manga realizzato da Katsuhiro Otomo): l’energia proveniente dal nucleo galattico, alimentato da un buco nero, è capace di produrre un fortissimo vento che a sua volta contiene abbastanza energia meccanica per riscaldare il gas nella galassia e quindi sopprimere la formazione stellare. I ricercatori spiegano che queste “ventate” sono episodiche, e le hanno chiamate “geyser rossi”: con il colore rosso che sta a indicare la mancanza di stelle blu, quindi giovani. Questo fenomeno potrebbe essere esteso, più in generale, a tutte le galassie a riposo.
Tra gli autori dello studio, pubblicato oggi su Nature, c’è Michele Cappellari dell’Università di Oxford, in Inghilterra, al quale Media INAF ha chiesto una spiegazione del fenomeno. «Le stelle si formano a partire dal gas interstellare, un po’ come le gocce di pioggia si producono dalla condensazione del vapore acqueo. In ambedue i casi», dice Cappellari, «bisogna che il gas si raffreddi, perché la condensazione possa avvenire. Nella maggior parte delle galassie “passive”, cioè senza formazione stellare, il gas interstellare è presente in abbondanza: in parte è prodotto dalle stelle, durante la loro evoluzione, e in parte è catturato durante le collisioni galattiche (come nel caso illustrato nell’immagine di apertura). Ciò nonostante, la formazione stellare non avviene: significa che c’è qualche meccanismo che produce energia e impedisce al gas di raffreddarsi. Ma l’evidenza di questo fenomeno ha eluso gli astrofisici per anni».
E allora come è stato scoperto? «Costruendo modelli numerici dei moti del gas nei “red geysers”, abbiamo rilevato la presenza di un forte vento interstellare prodotto da un buco nero supermassiccio che si trova al centro della galassia. Questo vento riscalda il gas e lo fa sfuggire alla attrazione di gravità della galassia. Noi pensiamo che questi “red geyser”, rappresentino proprio l’evidenza del meccanismo che impedisce la formazione stellare nelle galassie “passive”. Grazie al grande numero di galassie osservate dal progetto MaNGA, abbiamo trovato che questo fenomeno è sufficientemente comune da spiegare l’elevato numero di galassie “passive”».
Il programma Sloan Digital Sky Survey-IV Mapping Nearby Galaxies at Apache Point Observatory (SDSS-IV MaNGA) è una survey che studia un gran numero di galassie e che «permette di osservare le galassie in tre dimensioni, mappando non solo ciò come appaiono nel cielo», sottolinea Kevin Bundy, dell’Università di Tokyo, «ma anche come le loro stelle e il gas si muovono al loro interno».
Primo autore dello studio è Edmond Cheung, sempre dell’Università di Tokyo. «Spesso le stelle non si formano», dice Cheung, «nonostante l’abbondanza di gas. È come vedere un deserto in una regione densamente offuscata. Sapevamo già che le galassie quiescenti hanno bisogno di un modo per sopprimere la formazione stellare, e ora riteniamo che il fenomeno dei red geyser possa rappresentare il modo con cui galassie a riposo preservano la loro quiescenza».
Per saperne di più:
- Leggi su Nature lo studio “Suppressing star formation in quiescent galaxies with supermassive black hole winds”, Edmond Cheung et al.