Messier 82 è una galassia a spirale situata a circa 12 milioni di anni luce dalla Terra, nella costellazione dell’Orsa Maggiore. Scoperta dall’astronomo tedesco Johann Elert Bode nel 1774 e meglio conosciuta col nome di Galassia Sigaro per via del suo aspetto allungato, l’oggetto celeste è una straordinaria fucina di stelle: nonostante sia più piccola della Via Lattea, forma infatti stelle a un ritmo circa dieci volte superiore, probabilmente a causa dell’interazione gravitazionale con la vicina galassia M81. Proprio questa caratteristica, unita alla sua relativa vicinanza, rende M82 un laboratorio naturale unico per studiare i meccanismi che regolano l’evoluzione delle galassie.
Ripresa dal telescopio spaziale James Webb per la prima volta nel 2024, di recente il telescopio targato Nasa ci ha rimesso nuovamente gli occhi sopra, rilevando dettagli finora nascosti e offrendo uno sguardo senza precedenti sul suo ambiente turbolento.
L’immagine di M82, chiamata anche Galassia Sigaro, ottenuta dallo strumento NirCam del telescopio spaziale James Webb. Il telescopio della Nasa ha recentemente osservato la galassia starburst, penetrando la polvere e rivelando per la prima volta 16,5 milioni di stelle e la forma del disco galattico. Gli scienziati cercano di ricostruirne la storia evolutiva utilizzando i dati del Jwst e quelli d’archivio del telescopio Hubble. Crediti immagine: Nasa, Esa, Csa, Adam Smercina (Stsci, Tufts), Thomas Williams (University of Manchester); Elaborazione immagine: Alyssa Pagan (Stsci)
Il risultato delle osservazioni, condotte per 65 ore nell’ambito del programma Go 5145, intitolato “Resolving the Global Stellar Populations and Star Formation History of the Starburst Galaxy M82”, è una delle immagini più dettagliate mai ottenute di questa galassia starburst. La vedete qui sopra: mostra milioni di stelle risolte singolarmente, una struttura del disco sorprendentemente deformata e una ricchezza di dettagli mai osservata prima d’ora.
«M82 è un caos, ma è un caos meraviglioso», sottolinea Adam Smercina, ricercatore allo Space Telescope Science Institute di Baltimora e principal investigator del programma osservativo. «La galassia è un laboratorio ideale per studiare l’evoluzione galattica, perché possiede caratteristiche che ci permettono di analizzare processi fisici fondamentali, come la formazione delle stelle in ambienti estremi e il modo in cui questa attività genera potenti flussi di materia. Nessun’altra galassia dell’universo locale ci offre contemporaneamente una finestra così ampia su tante questioni astrofisiche».
Prima di James Webb, numerosi osservatori spaziali avevano già studiato la Galassia Sigaro, tra cui i telescopi Hubble e Spitzer. Tuttavia, l’enorme quantità di polveri al suo interno ha limitato la possibilità di ottenere immagini ad alta risoluzione. Anche il Jwst aveva già osservato la galassia in passato, ma mai con una campagna osservativa così estesa com’è stata la survey Cíbola, che ha permesso di ottenere l’istantanea. Il nome Cíbola deriva dal mito delle “Sette Città d’Oro”, o “Sette città di Cíbola”: leggendarie città nascoste nel Nord America che, secondo la tradizione, custodivano ricchezze inimmaginabili. Smercina e i suoi collaboratori hanno scelto questo nome come metafora del loro lavoro: proprio come gli esploratori erano alla ricerca delle mitiche città d’oro, gli astronomi volevano individuare l’immenso “tesoro” di stelle custodito all’interno di M82. Un patrimonio che, fino a oggi, era rimasto nascosto dietro una fitta e apparentemente impenetrabile cortina di polvere cosmica.
La galassia a spirale Messier 82 (M82) è stata osservata e studiata da numerosi osservatori nel corso degli anni, tra cui il telescopio spaziale Hubble e, più recentemente, il James Webb Space Telescope. In questa immagine comparativa viene mostrata la stessa regione della galassia ripresa dal telescopio Hubble (a sinistra) e dal telescopio Webb (a destra). In luce visibile, quella osservata da Hubble, gran parte dei dettagli della galassia risulta nascosta dall’enorme quantità di polvere presente al suo interno. La brillante luminosità azzurra che si irradia dal centro è prodotta dalle intense regioni di formazione stellare. Una spessa banda di polvere, scura al centro e rossastra ai bordi, attraversa diagonalmente l’immagine, mentre filamenti più sottili e addensamenti di polvere rossastra ricoprono gran parte del campo osservato. Grazie alla capacità di osservare nel vicino infrarosso, combinata alla lunga campagna osservativa della survey Cíbola, il Jwst è riuscito a penetrare le polveri e a rivelare strutture finora invisibili agli astronomi. La sua immagine mostra con una nitidezza senza precedenti milioni di stelle individuali nel cuore di M82, visibili come minuscoli punti luminosi bianco-azzurri. Gli addensamenti rosso-arancio, particolarmente evidenti nella parte destra dell’immagine, corrispondono invece a minuscoli granelli di polvere cosmica. Crediti: Nasa, Esa, Csa, Adam Smercina (Stsci, Tufts), Thomas Williams (University of Manchester); Image Processing: Alyssa Pagan (Stsci)
Combinando la lunga campagna osservativa, oltre 60 ore, con la sensibilità del Jwst nel vicino infrarosso, il team è riuscito a penetrare questi spessi strati di polvere e a risolvere, per la prima volta, gran parte delle popolazioni stellari luminose distribuite lungo l’intero disco della galassia, aprendo una nuova finestra sulla sua storia evolutiva.
L’immagine ottenuta mostra oltre 16 milioni di stelle distinguibili singolarmente, che appaiono come minuscoli punti luminosi blu distribuiti orizzontalmente. Si tratta soltanto di una piccola frazione della popolazione stellare complessiva della galassia, sottolineano i ricercatori, poiché la maggior parte delle stelle è troppo debole per essere osservata direttamente.
«Il numero di stelle che siamo riusciti a risolvere con Webb è incredibile», sottolinea Benjamin Williams, ricercatore dell’Università di Washington e componente del team osservativo. «È un mondo completamente diverso da quello che eravamo riusciti a vedere con gli altri telescopi. Tutte queste stelle costituiscono una sorta di archivio fossile che racconta in dettaglio la formazione e l’evoluzione di M82».
Procedendo verso il centro dell’immagine, l’aumento della luminosità e la forma asimmetrica del disco galattico rivelano la struttura peculiare della spirale. Le diverse estensioni dei due lati indicano inoltre che M82 possiede una morfologia distorta, un effetto tipico delle intense interazioni gravitazionali.
Un’altra caratteristica ben visibile è la presenza di due enormi pennacchi che si estendono al di sopra e al di sotto del disco galattico. Si tratta di flussi di gas e polveri espulsi dalla regione centrale della galassia e alimentati dall’intensa attività di formazione stellare. Le stelle appena nate trasferiscono infatti enormi quantità di energia al gas circostante, generando potenti venti stellari in uscita. Questi deflussi, dalla caratteristica forma a clessidra, presentano una struttura stratificata: i filamenti gialli più vicini al disco sono prodotti da gas ionizzato, mentre il materiale arancione più distante è costituito da minuscoli granelli di polvere ricchi di idrocarburi policiclici aromatici, molecole fondamentali per tracciare il materiale presente nel mezzo interstellare, lo spazio che separa le stelle della galassia.
Secondo i ricercatori, proprio questi venti potrebbero decretare la fine dell’attuale fase di intensa formazione stellare. Espellendo progressivamente il gas che alimenta la formazione di nuove stelle, i deflussi finiranno infatti per privare la galassia della materia prima necessaria a sostenere il suo straordinario ritmo produttivo. Numerose simulazioni suggeriscono che i venti galattici generati dalla formazione stellare siano in grado di rimuovere gran parte del gas dalle regioni centrali delle galassie, contribuendo così a spegnere, nel tempo, la formazione di nuove stelle.
Guarda il video sul canale YouTube Hubble/Webb dell’Esa: