COME MANGIAVANO? CE LO DICE MASSIV

Galassie teenager a tavola

Oltre cento ore d’osservazione con i migliori strumenti al mondo per rispondere a una sola domanda: come sono cambiate, nel tempo, le abitudini alimentari delle galassie? I risultati in quattro articoli, uno dei quali coordinato da Daniela Vergani dell’INAF IASF Bologna.

Alcune delle galassie, viste quando l'Universo aveva dai tre a cinque miliardi di anni, studiate con il VLT dell'ESO e lo strumento SINFONI. Le mappe di colore mostrano il moto del gas all'interno delle galassie. Il blu indica che il gas si sta muovendo verso di noi, rispetto alla galassia presa nel suo insieme, mentre il rosso che il gas si sta allontanando. Questi colori permettono agli astronomi di vedere se le galassie ruotano come un disco oppure hanno comportamenti diversi. Crediti: ESO/CFHT

Dimmi come mangi… Il vecchio adagio vale anche per le galassie: sapere come maturano, in che modo acquisiscono la materia che è loro necessaria per crescere e popolarsi di nuove stelle, è per gli astronomi un’informazione cruciale. Perché se è abbastanza evidente che non hanno mai avuto problemi d’appetito, vista la massa impressionante che hanno messo su dalle origini a oggi, non è ancora del tutto chiaro di che cosa e a che ritmo si nutrono. Così ne hanno scelte 84 e si sono messi a studiare come si comportavano a tavola qualche miliardo di anni fa, quando ancora erano inquiete adolescenti. E cos’hanno scoperto? Anzitutto, che quando l’universo aveva fra i 3 e i 5 miliardi di anni qualcosa è cambiato: se prima preferivano tanti spuntini leggeri ben distribuiti nel corso della giornata, col tempo le galassie sono diventate più ingorde, arrivando a divorarsi l’un l’altra in enormi bocconi gravitazionali.

«Due diversi modi di far crescere le galassie si contrappongono: eventi violenti di fusione, quando galassie più grandi inglobano galassie più piccole, oppure un flusso continuo e più graduale di gas che cade sulle galassie. Entrambi questi modi conducono alla formazione di un grande numero di nuove stelle», spiega infatti Thierry Contini (IRAP, Tolosa, Francia), che guida la ricerca. Ebbene, quello che emerge dai dati è che, agli esordi della storia dell’evoluzione delle galassie, quando l’universo aveva un’età compresa fra i 3 e i 5 miliardi di anni, è intervenuto un importante cambiamento: mentre le galassie che popolavano l’universo più giovane crescevano principalmente grazie a un flusso costante di gas primordiale, col trascorrere del tempo gli episodi di fusione sono diventati via via più importanti.

Il team guidato da Contini comprende una quindicina d’astronomi di Francia, Italia, Germania e Spagna. Fra loro anche tre ricercatori INAF: Daniela Vergani, dello IASF Bologna, Bianca Maria Garilli e Luigi Paioro, entrambi dello IASF Milano. E parlando d’abitudini alimentari la loro indagine, tutt’ora in corso, ha un nome che è tutto un programma: MASSIV, acronimo per Mass Assembly Survey with SINFONI in VVDS. Dove la sigla VVDS sta a sua volta per VIMOS/VLT Deep Survey, l’imponente censimento di galassie entro il quale è stato individuato il campione da tenere sott’occhio. SINFONI, invece, è lo strumento utilizzato dal team di MASSIV: uno spettrografo integrale che lavora nel vicino-medio infrarosso. Installato su uno dei telescopio del VLT dell’ESO, in Cile, è come una sorta di super-autovelox in grado di tenere sotto controllo non uno bensì decine di tratti autostradali contemporaneamente: in modo analogo, SINFONI misura la direzione e la velocità del gas in più punti della galassia sotto osservazione.

Il cambiamento nelle consuetudini a tavola delle galassie adolescenti non è l’unica sorpresa emersa dall’indagine, anzi: i risultati sono tanti e tali che per illustrarli sono stati necessari ben quattro articoli, tutti pubblicati su Astronomy & Astrophysics. «Per me, la sorpresa più grande è stato scoprire che ci sono galassie il cui gas non è in rotazione. Un tipo di galassie mai stato osservato nell’Universo locale, e che mai predetto da nessuna delle attuali teorie», nota per esempio Benoît Epinat, un altro membro del team. Thierry Contini, dal canto suo, aggiunge di essere stupefatto dalla distribuzione degli elementi pesanti in alcune fra le galassie più giovani: «Non credevo che potessero essere concentrati nelle regioni più esterne – è l’esatto contrario di ciò che osserviamo nelle galassie oggi».

E anche l’aspetto evidenziato dallo studio condotto da Daniela Vergani, che ha messo in relazione la massa stellare delle galassie con le velocità dei gas, ha portato a risultati inattesi: «Quello che abbiamo trovato è una correlazione fra i due parametri. Correlazione già nota per l’universo locale, ma che noi abbiamo mostrato essere già presente 8 miliardi di anni fa, seppure con una dispersione assai maggiore. Dispersione presente nonostante la tecnica di spettroscopia integrale utilizzata, che ha permesso di tenere in considerazione molte variabili e incertezze che potrebbero generare questo scatter. Noi crediamo che questa dispersione sia intrinseca, e che a causarla siano i complessi meccanismi in azione nell’epoca cosmica in cui le galassie sono adolescenti: un periodo di estrema turbolenza anche per loro».

Guarda il video in cui Daniela Vergani illustra i risultati della sua ricerca (crediti: INAF):

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