PROGETTO SULLE GALASSIE ULTRA DIFFUSE GUIDATO DALL’INAF DI NAPOLI

Eppur si muovono, ruotando: le galassie di Lewis

Il progetto Lewis, a guida Inaf, ha permesso per la prima volta di mappare i moti delle stelle che compongono trenta galassie ultra diffuse, scoprendo che ruotano attorno al loro centro: un risultato inatteso che mette in crisi le attuali teorie riguardanti questa particolare classe di galassie. I risultati, presentati in due articoli su A&A, potrebbero cambiare la nostra comprensione dell’evoluzione di queste galassie e del loro legame con la materia oscura

     26/02/2025

Nuovi dettagli sulle galassie ultra diffuse (Udg, dall’inglese ultra diffuse galaxies) sono stati svelati grazie a due studi pubblicati questo mese sulla rivista Astronomy & Astrophysics. I lavori, realizzati con un contributo fondamentale di ricercatrici e ricercatori dell’Istituto nazionale di astrofisica, hanno mappato per la prima volta la cinematica stellare di circa trenta Udg nell’ammasso galattico dell’Idra, distante oltre 160 milioni di anni luce da noi.

La scoperta inattesa di moti di rotazione delle stelle intorno al centro di queste elusive e deboli galassie potrebbe cambiare radicalmente la nostra comprensione della loro storia di formazione ed evoluzione. Questo studio è stato reso possibile grazie al progetto internazionale Lewis (Looking into the faintest with Muse), guidato Enrichetta Iodice, ricercatrice all’Inaf, che ha utilizzato il potente spettrografo a campo integrale Muse, installato al Very Large Telescope (Vlt) dell’Eso, in Cile.

Immagine delle galassie Ngc 3314 e Udg 32 acquisite con la OmegaCam installata al telescopio Vst. Crediti: Eso, Inaf/E. Iodice

Le galassie ultra diffuse, scoperte di recente grazie ai progressi tecnologici in astronomia, sono galassie poco luminose ma molto estese e di bassa luminosità. Identificate per la prima volta in grandi quantità nel 2015, la loro natura e il loro processo di formazione sono ancora oggetto di intensa ricerca. Le nuove analisi spettroscopiche con il progetto Lewis hanno rivelato che queste galassie si trovano in ambienti estremamente variabili, mostrando una sorprendente varietà nelle loro proprietà fisiche, come la cinematica delle stelle che le compongono e la quantità di materia oscura presente.

Uno dei risultati più significativi e inaspettati del progetto Lewis è l’identificazione di diverse classi cinematiche di Udg nell’ammasso dell’Idra. Quasi la metà delle galassie esaminate mostra segni evidenti di rotazione nelle stelle che le compongono. Una scoperta che contrasta con una convinzione precedente, secondo cui queste galassie non dovrebbero mostrare questo tipo di moti. Questo risultato potrebbe essere fondamentale per comprendere meglio la struttura di queste galassie e il loro legame con la materia oscura.

«I risultati che abbiamo ottenuto hanno avuto una duplice soddisfazione», dice Chiara Buttitta, ricercatrice postdoc all’Inaf e prima autrice di uno dei due articoli pubblicati su Astronomy & Astrophysics. «Non solo siamo stati in grado di ricavare i moti stellari in queste galassie estremamente deboli, ma abbiamo trovato qualcosa che non ci aspettavamo di osservare».

Rappresentazione di una galassia ultra diffusa in fase di rotazione. Crediti: C. Butitta/Inaf

Le osservazioni hanno permesso in particolare di realizzare un’analisi dettagliata di Udg 32, una galassia ultra diffusa che è stata scoperta all’estremità dei filamenti della galassia a spirale Ngc 3314A. La galassia Udg 32 è appena visibile, ed appare come una debole macchia giallastra nelle immagini. Una delle possibili origini proposte per le Udg è la formazione da nubi di gas nei filamenti di galassie come Ngc 3314A. Questa è rimasta solo un’ipotesi fino a quando è stata scoperta Udg 32. In particolare, una nube di gas presente nei filamenti, se raggiunge la densità critica, sotto l’azione della forza gravitazionale può collassare e formare stelle, diventando un nuovo sistema originatosi dal materiale rilasciato dalla galassia madre. L’analisi dei dati Lewis ha confermato che Udg 32 è associata alla coda di filamenti della galassia Ngc 3314A: quindi non è solo un effetto di proiezione che localizza casualmente Udg 32 nella coda di Ngc 3314A. Inoltre, i nuovi dati hanno mostrato che Udg G32 è caratterizzata da una popolazione stellare ricca di metalli e di età intermedia, più giovane delle altre Udg osservate nell’ammasso dell’Idra, consistente con l’ipotesi che questa galassia potrebbe essersi formata da materiale pre-arricchito nel gruppo sud-est dell’ammasso dell’Idra e quindi liberato da una galassia più massiccia.

Lewis è il primo grande progetto dell’Eso, guidato da Inaf, interamente dedicato allo studio delle Udg. Questo programma ha raddoppiato il numero di galassie ultra diffuse analizzate spettroscopicamente, fornendo per la prima volta una visione globale delle loro proprietà all’interno di un ammasso di galassie ancora in fase di formazione.

«Il progetto Lewis è stata una sfida. Quando questo programma è stato accettato dall’Eso abbiamo realizzato che fosse una miniera di dati da esplorare. E tale si è rivelato», dice Iodice. «La forza di Lewis, grazie alla spettroscopia integrale dello strumento usato, risiede nel poter studiare contemporaneamente, per ogni singola galassia, non solo i moti delle stelle, ma anche la popolazione stellare media e, quindi, avere indicazioni sull’età di formazione e le proprietà degli ammassi globulari, traccianti fondamentali anche per il contenuto di materia oscura. Mettendo insieme i singoli risultati, come in un puzzle, si ricostruisce la storia di formazione di questi sistemi».

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