IN FASE DI TRANSIZIONE FRA INFANZIA E MATURITÀ

Galassie in rosso

L’analisi del colore e della distribuzione spaziale di circa 400 galassie, osservate dal telescopio giapponese Subaru in un ammasso a 4 miliardi di anni luce da noi, fornisce nuovi indizi su come queste strutture evolvono nel tempo. Lo studio pubblicato su The Astrophysical Journal.

Il cluster CL0939 osservato da Subaru, con evidenziate le galassie che mostrano un eccesso nella riga H-alpha. Le galassie di colore rosso (quadratini) tendono a disporsi in gruppi distanti dalla zona centrale.

Lo si potrebbe definire uno studio di “sociologia galattica”, quello appena pubblicato su ApJ da un team di cinque astronomi giapponesi. Guidati da Yusei Koyama (University of Tokyo e National Astronomical Observatory of Japan, JSPS), hanno selezionato un campione di oltre 400 galassie situate in un intorno ben preciso dello spazio e del tempo: l’ammasso di galassie CL0939+4713 com’era 4 miliardi di anni fa. Poi, un po’ come potrebbe fare un sociologo focalizzandosi sulla popolazione d’un piccolo villaggio in un anno ben preciso del secolo scorso, hanno cercato di capire come si comportano gli “abitanti” – dove si aggregano, come si vestono, che fanno – raggruppandoli per generazioni. In tal modo, sono riusciti a identificare un gruppo particolare di galassie, caratterizzate da una colorazione rossastra (red-burning), che sembrerebbero trovarsi nella fase di transizione fra la gioventù e l’età matura, e che mostrano di prediligere gli ambienti situati alla periferia del cluster che le ospita.

Ma facciamo un passo indietro. Anzitutto, come è stato circoscritto il campione nello spazio-tempo? Per quanto riguarda lo spazio, è stata sufficiente un’inquadratura “panoramica” della zona prescelta (27×27 arcominuti), ottenuta grazie alla Prime Focus Camera del telescopio Subaru (Suprime-Cam). Quanto al tempo, l’epoca attorno a 4 miliardi di anni fa è stata selezionata grazie a un filtro strettissimo a 918 nanometri di lunghezza d’onda, che corrisponde – calcolato il dovuto redshift – alla riga d’emissione spettrale dell’H-alpha a 656 nanometri. La riga H-alpha, associata ai fotoni emessi quando gli elettroni degli atomi d’idrogeno passano dal terzo al secondo livello energetico, è la firma della presenza d’idrogeno ionizzato. Un suo “eccesso”, secondo gli astronomi, è sintomo di galassie con formazione stellare in corso.

E qui arriva la prima sorpresa. Le galassie ad alta attività di formazione stellare appaiono di solito di colore blu, come le stelle che ospitano. Poi, mano a mano che l’attività si arresta, le luminose stelle blu si affievoliscono, e il colore della galassia vira al rosso. Eppure, delle 400 galassie con eccesso di emissione H-alpha – e che dunque ci si attenderebbe di colore blu – individuate da Subaru, un numero sorprendentemente elevato è di colore rosso. Ma a lasciare a bocca aperta gli astronomi è anche la loro posizione: sembra infatti che queste galassie rosse evitino in tutti i modi la zona centrale del cluster, preferendo di gran lunga concentrarsi in piccoli gruppi periferici.

Al momento nessuno, fra gli autori dello studio, ha una spiegazione certa per queste anomalie. L’ipotesi è che, a conferire loro quell’incarnato rossastro nonostante l’evidente attività di formazione stellare in corso, sia la presenza in queste galassie di una grande quantità di polvere, che assorbendo la radiazione blu le fa apparire, appunto, rosse (ipotesi che potrà essere confermata da osservazioni nel lontano infrarosso, in grado di rilevare direttamente la presenza di polvere). E che si tratti di galassie in una fase particolare della loro storia evolutiva, in bilico fra la generazione più giovane (quella, appunto, delle galassie blu) e quella più vecchia. Una storia, quella della forma e dell’evoluzione delle galassie, che costituisce uno fra i più grandi quesiti dell’astrofisica extragalattica contemporanea, e nella quale un ruolo determinante sembra dunque giocarlo il contesto, ovvero l’ambiente che circonda le galassie stesse.

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