Una galassia giovane (in alto) e una galassia vecchia (in basso) analizzate nello studio. La componente di rotazione risulta maggiore nella galassia più giovane (seconda colonna), mentre i moti caotici risultano dominante nella galassia più anziana (terza colonna). Crediti: Hyper Suprime-Cam Subaru Strategic Program
La vecchiaia fa brutti scherzi. E non sembra valere solo per gli esseri umani. Con l’età che avanza, pare infatti che i moti delle stelle si facciano più caotici. A darne notizia è uno studio guidato da Scott Croom, docente dell’Arc Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions (Astro 3D) in Australia, e uscito all’inizio del mese sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Impropriamente abituati a pensare alle stelle come a degli oggetti fissi attorno ai quali orbitano i pianeti, dimentichiamo che pure le stelle si muovono, e vanno pure belle svelte. Basti pensare che il Sole (e noi assieme a lui) in questo momento sta orbitando attorno al centro della Via Lattea ad una velocità di circa duecentoventi chilometri al secondo, ovvero quasi ottocentomila chilometri all’ora.
Il fatto è che le stelle non si muovono tutte allo stesso modo. Esistono infatti galassie i cui astri seguono ordinate traiettorie circolari ed altre in cui i moti caotici regnano sovrani, moti che ricordano un po’ quelli delle molecole in un gas. Ci si è chiesti per anni che cosa determini tale dicotomia. In particolare, i principali indiziati erano ritenuti l’ambiente, ovvero la presenza o meno di altre galassie nei dintorni, e la massa delle galassie stesse.
La ricerca di Croom e collaboratori propone uno scenario diverso. L’età delle popolazioni stellari sembra infatti l’elemento determinante in questa differenziazione. Le stelle nelle galassie giovani si muovono in media più rapidamente e in maniera più ordinata rispetto agli astri che abitano le galassie anziane, nelle quali risulta dominante la componente di moto casuale. In particolare, a parità di età delle galassie prese in esame, differenze nell’ambiente e nella massa sembrano non avere alcuna influenza sui moti delle stelle. «Se trovi una galassia giovane le stelle ruotano ordinatamente, a prescindere dall’ambiente in cui sia immersa, e se trovi una galassia vecchia avrà più orbite casuali, che si trovi in un ambiente denso o in un vuoto», ovvero in un ambiente particolarmente povero di galassie, dice Croom. Allora gli studi precedenti si erano sbagliati? Non proprio, dice il secondo autore dello studio, Jesse van de Sande. «Sappiamo che l’età delle galassie è influenzata dall’ambiente. Se una galassia si trova in un ambiente denso», ovvero ricco di altre galassie, «tenderà ad interrompere la formazione di nuove stelle. Quindi, le galassie che si trovano in ambienti densi sono generalmente più vecchie. Il punto della nostra analisi è che non è vivere in un ambiente denso a ridurre la velocità delle stelle, ma il fatto che le galassie siano più vecchie.»
Questo risultato ha delle conseguenze importanti per i modelli di formazione delle galassie. In particolare, la correlazione riscontrata tra età delle popolazioni stellari e moti degli astri consente di escludere alcuni processi e di raffinare i modelli attuali sull’evoluzione delle strutture nell’universo.
E la nostra galassia? Il fatto che l’età delle stelle ne influenzi i moti sembra osservabile anche nella Via Lattea. La Via Lattea infatti è una galassia che continua a formare stelle in una struttura a disco, sottile rispetto alle dimensioni della galassia stessa. E questo è in accordo col fatto che presenti una componente rotazionale importante. Tuttavia, se andiamo a guardare la nostra galassia più nel dettaglio, noteremo l’esistenza di un disco di stelle più diffuso, e dunque caratterizzato da moti più disordinati, e che è in effetti caratterizzato da stelle più vecchie rispetto al disco sottile.
La ricerca è stata realizzata utilizzando i dati di tremila galassie osservate con lo spettrografo Sami montato sull’Anglo-Australian Telescope in Australia, nell’ambito del programma Sami Galaxy Survey. Per il futuro è prevista un’espansione dello studio tramite il nuovo spettrografo Hector, che osserverà un numero di galassie cinque volte superiore a quello del programma attuale e con una risoluzione maggiore, consentendo una caratterizzazione più dettagliata dell’età e della velocità delle stelle, oltre che dell’ambiente in cui si trovano le galassie.
Per saperne di più:
- Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo “The Sami Galaxy Survey: galaxy spin is more strongly correlated with stellar population age than mass or environment” di S. M. Croom, J. van de Sande, S. P. Vaughan, T. H. Rutherford, C. P. Lagos, S. Barsanti, J. Bland-Hawthorn, S. Brough, J. J. Bryant, M. Colless, L. Cortese, F. D’Eugenio, A. Fraser-McKelvie, M. Goodwin, N. P. F. Lorente, S. N. Richards, A. Ristea, S. M. Sweet, S. K. Yi e T. Zafar