Simulazione che mostra la distribuzione della densità della materia oscura sovrapposta alla densità del gas. Questa immagine mostra chiaramente i canali di gas che collegano la galassia centrale con le sue vicine. Crediti: Gupta et al/Astro 3D/ IllustrisTng collaboration.
Come e perché le galassie più massicce abbiano raggiunto la loro considerevole stazza non è ancora chiaro, anche perché si ingrossano in miliardi di anni. Ma ora sembra che un team internazionale di ricercatori, guidati da Anshu Gupta dell’australiano Arc Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (Astro 3D), sia riuscito a fornire degli indizi fondamentali che permettano di capirlo.
In un articolo pubblicato su The Astrophysical Journal, gli scienziati hanno riportato i risultati ottenuti combinando i dati di un progetto australiano chiamato Mosel (Multi-Object Spectroscopic Emission Line) con quelli di un programma di modellizzazione cosmologica, in esecuzione su alcuni dei più grandi supercomputer del mondo per scoprire le forze che danno origine a questi antichi mostri galattici.
Analizzando il modo in cui i gas si muovono all’interno delle galassie, è possibile scoprire la proporzione di stelle prodotte internamente alle galassie stesse e quella cannibalizzata altrove. «Abbiamo scoperto che nelle vecchie galassie molto grandi, a circa 10 miliardi di anni luce da noi, gli oggetti si muovono in direzioni molto diverse», spiega Gupta. «Questo suggerisce, in modo piuttosto forte, che molte delle stelle al loro interno siano state acquisite dall’esterno. In altre parole, le grandi galassie hanno mangiato le più piccole».
Poiché la luce impiega tempo a viaggiare attraverso l’universo, le galassie più lontane dalla Via Lattea sono viste come erano nel passato, ossia a uno stadio evolutivo precedente: sono più giovani. Il team di ricercatori ha scoperto che l’osservazione e i modelli di queste galassie molto distanti hanno rivelato variazioni nei loro movimenti interni molto meno pronunciate. «Dobbiamo quindi capire perché le galassie più vecchie e più vicine siano molto più disordinate rispetto a quelle più giovani e più distanti», dice Kim-Vy Tran, secondo autore dell’articolo pubblicato su ApJ. «La spiegazione più probabile è che negli ultimi miliardi di anni le galassie sopravvissute siano diventate grosse e disordinate incorporando quelle più piccole. Come se le grandi galassie si fossero cibate di stuzzichini cosmici».
Simulazione che mostra la distribuzione della materia oscura intorno alla galassia. Crediti: Gupta et al/Astro 3D/ IllustrisTNG collaboration
Il team di ricercatori – che comprende scienziati di altre università australiane e di istituzioni negli Stati Uniti, in Canada, Messico, Belgio e Paesi Bassi – ha eseguito la modellizzazione su un set di simulazioni appositamente progettato noto come IllustrisTng, un progetto internazionale pluriennale che mira a costruire una serie di grandi modelli cosmologici di formazione delle galassie. Il programma è così pesante che deve essere eseguito contemporaneamente su alcuni dei supercomputer più potenti del mondo.
«La simulazione ha mostrato che le galassie più giovani hanno avuto meno tempo per fondersi con altre», conclude Gupta. «Questo ci dà un indizio molto forte di ciò che accade durante una fase importante della loro evoluzione».
Per saperne di più:
- Leggi su The Astrophysical Journal l’articolo “MOSEL Survey: Tracking the Growth of Massive Galaxies at 2 < z < 4 Using Kinematics and the IllustrisTNG Simulation” di Anshu Gupta, Kim-Vy Tran, Jonathan Cohn, Leo Y. Alcorn, Tiantian Yuan, Vicente Rodriguez-Gomez, Anishya Harshan, Ben Forrest, Lisa J. Kewley, Karl Glazebrook, Caroline M. Straatman, Glenn G. Kacprzak, Themiya Nanayakkara, Ivo Labbé, Casey Papovich e Michael Cowley