M81 (basso a dx) e M82 (alto a sx), una coppia di galassie vicine tra le quali può avvenire trasferimento di materia: gas espulso da esplosioni di supernova in M82 può viaggiare attraverso lo spazio e alla fine contribuire alla crescita di M81. Crediti: Fred Herrmann, 2014
Ci siamo appena abituati all’idea di essere fatti di “polvere di stelle”, ma ora gli scienziati vogliono saperne di più e si chiedono: “Ma quali stelle?”. Come ha fatto il gruppo di ricerca guidato da astrofisici della Northwestern University che, grazie e innovative simulazioni al calcolatore, ha scoperto come la materia della nostra galassia non sia composta solo da elementi autoctoni, secondo quanto previsto dai modelli teorici più in voga, ma anche da molti atomi provenienti da galassie lontane.
Galassie quanto lontane? Tanto, fino a 1 milione di anni luce di distanza (il disco stellare della Via Lattea è largo circa 100mila anni luce, tanto per dare una misura). E quanti sarebbero questi migranti intergalattici? Tanti, anche la metà degli atomi che contiamo oggi.
Certo, non sono atomi di prima generazione. Il trasbordo intergalattico è infatti un processo che si è svolto lungo un arco temporale di miliardi di anni, alimentato dalle esplosioni di supernova. Le simulazioni hanno infatti evidenziato che le esplosioni di supernova espellono una copiosa quantità di gas dalle galassie all’interno di cui esplodono, producendo potenti raffiche di “vento galattico” che trasporta gli atomi da una galassia all’altra. Il trasferimento intergalattico è un fenomeno identificato solo di recente, ma le simulazioni indicano che sarà fondamentale per comprendere fino in fondo l’evoluzione delle galassie.
Il nuovo studio, che ha richiesto l’equivalente di parecchi milioni di ore di elaborazione continua al calcolatore, è stato appena pubblicata su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Registrando in dettaglio i complessi flussi di materia nelle simulazioni, il gruppo di ricerca ha trovato che il gas fluisce da galassie più piccole verso galassie più grandi, come la Via Lattea, dove il gas forma nuove stelle. Questo trasferimento di massa attraverso venti galattici può arrivare a rappresentare, come detto, fino al 50 per cento della materia nelle galassie più grandi.
«È probabile che gran parte della materia della Via Lattea si trovasse in altre galassie, prima di essere buttata fuori da un potente vento e viaggiare attraverso lo spazio intergalattico, trovando infine la propria nuova casa nella Via Lattea», commenta Daniel Anglés-Alcázar del Centro di astrofisica alla Northwestern University, che ha diretto lo studio.
«Le nostre origini sono molto meno locali di quanto abbiamo ritenuto finora», aggiunge il collega Claude-André Faucher-Giguère, uno degli sviluppatori del software. «Questo studio ci dà un senso di come le cose intorno a noi siano collegate agli oggetti distanti nel cielo».
Per saperne di più:
- Leggi il preprint dello studio pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society “The Cosmic Baryon Cycle and Galaxy Mass Assembly in the FIRE Simulations“, di Daniel Anglés-Alcázar, Claude-André Faucher-Giguère, Dušan Kereš, Philip F. Hopkins, Eliot Quataert e Norman Murray
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