LA SCOPERTA CON FLAMES DEL VLT

Ammassi globulari nuovi di zecca

Si tratta di una nuova e misteriosa classe di ammassi stellari intorno alla galassia gigante Centauro A. Questi oggetti contengono molta più massa e possono alternativamente ospitare una quantità inattesa di materia oscura oppure buchi neri massicci

L'enorme galassia ellittica NGC 5128 (nota anche con il nome di Centauro A) è la galassia di questo tipo più vicina alla Terra, a una distanza di circa 12 milioni di anni luce. Crediti: ESO/Digitized Sky Survey. Acknowledgement: Davide de Martin

L’enorme galassia ellittica NGC 5128 (nota anche con il nome di Centauro A) è la galassia di questo tipo più vicina alla Terra, a una distanza di circa 12 milioni di anni luce. Crediti: ESO/Digitized Sky Survey. Acknowledgement: Davide de Martin

Alcune osservazioni effettuate con il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO in Cile hanno scoperto una nuova classe di ammassi globulari “oscuri” intorno alla galassia ellittica gigante Centauro A. Questi oggetti misteriosi appaiono simili agli ammassi normali, ma contengono molta più massa e possono alternativamente ospitare una quantità inattesa di materia oscura oppure buchi neri massicci – ma nessuna di queste ipotesi era prevista né viene del tutto compresa. Di cosa si tratta? Gli ammassi globulari sono enormi sfere di migliaia di stelle, in orbita intorno alla maggior parte delle galassie. Sono tra i sistemi stellari più vecchi che si conoscano nell’Universo e sono sopravvissuti per la maggior parte dell’arco della crescita ed evoluzione delle galassie.

Matt Taylor, studente di dottorato presso la Pontificia Universidad Catolica de Chile, a Santiago in Cile, e titolare di una borsa dell’ESO è il primo autore di questo nuovo lavoro. Ha spiegato: «Gli ammassi globulari e le stelle che li compongono sono la chiave per capire la formazione e l’evoluzione delle galassie. Per decenni gli astronomi hanno pensato che le stelle che formavano un dato ammasso globulare condividessero età di formazione e composizione chimica – ma ora sappiamo che sono creature più strane e più complicate».

Centauro A (nota anche come NGC 5128) si sospetta che contenga almeno 2000 ammassi globulari. Molti di questi sono più brillanti e più massicci dei circa 150 in orbita nella Via Lattea. Taylor e il suo gruppo hanno eseguito lo studio finora più dettagliato di un campione di 125 ammassi globulari intorno a Centauro A usando lo strumento FLAMES sul VLT. Fino ad oggi gli astronomi hanno studiato con questo dettaglio solo ammassi stellari nel Gruppo Locale. Le distanze relativamente piccole rendono possibili misure dirette delle loro masse. Osservando NGC 5128, che è una galassia ellittica isolata e massiccia appena fuori dal Gruppo Locale sono stati in grado di stimare le masse degli ammassi globulari in un ambiente completamente diverso, spingendo VLT/FLAMES ai suoi limiti.

Gli esperti hanno adesso sfruttato le recenti osservazioni per derivare la massa degli ammassi e confrontare i risultati con la luminosità di ciascuno di essi. Le osservazioni con FLAMES danno informazioni sul moto delle stelle nell’ammasso. La forma dell’orbita dipende dalla forza del campo gravitazionale e perciò può essere usata per dedurre la massa dell’ammasso –  gli astronomi chiamano queste stime masse dinamiche. Il potere di raccolta della luce dello specchio di un UT da 8,2 metri del VLT e la perizia di FLAMES’s nell’osservare più di 100 ammassi simultaneamente sono stati la chiave per raccogliere tutti i dati necessari allo studio.

Per la maggioranza degli ammassi della nuova ricerca, i più brillanti avevano anche una massa maggiore, come ci si aspettava: se un ammasso contiene più stelle ha una luminosità totale maggiore e una massa maggiore. Ma per alcuni degli ammassi globulari si vedeva qualcosa di strano: erano molte volte più massicci di quello che avrebbero dovuto essere. E, più strano ancora, più massicci erano e maggiore era la frazione di materia che non emetteva luce. Qualcosa in questi ammassi era scuro, nascosto e massiccio. Ma cosa?

C’erano diverse possibilità. Forse l’ammasso oscuro contiene dei buchi neri, o altri resti stellari oscuri nel nucleo? Questo potrebbe spiegare parte della massa nascosta, ma l’equipe di lavoro ha concluso che ci deve essere qualcos’altro. Che dire della materia oscura? Gli ammassi globulari sono considerati quasi privi di questa sostanza misteriosa ma forse, per qualche ragione ancora sconosciuta, alcuni ammassi hanno mantenuto quantità significative di materia oscura nel centro. Questo spiegherebbe le osservazioni, ma non rientra nelle teorie convenzionali.

Il coautore Thomas Puzia ha aggiunto: «La nostra scoperta di ammassi stellari con masse inaspettatamente alte rispetto alla quantità di stelle che contengono suggerisce che ci possano essere diverse famiglie di ammassi globulari, con diverse storie di formazione. Apparentemente alcuni ammassi stellari hanno lo stesso aspetto, si muovono nello stesso modo e e hanno lo stesso odore dei soliti ammassi globulari, ma ci potrebbe essere letteralmente molto più di ciò che si vede».

Questi oggetti sono ancora un mistero. L’equipe è impegnata anche su una survey più ampia di ammassi globulari in altre galassie e stanno arrivando i primi indizi che questi ammassi scuri si trovino anche altrove. Taylor ha concluso dicendo: «Siamo inciampati in una nuova e misteriosa classe di ammassi stellari! Questo mostra che abbiamo ancora molto da imparare su tutti gli aspetti della formazione degli ammassi globulari. È un risultato importante e ora dobbiamo trovare altri esempi di questi ammassi scuri intorno ad altre galassie».

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