Le galassie nane – con massa pari a circa a un miliardo di soli, ma spesso e volentieri anche parecchio inferiore – sono le più abbondanti nell’universo: a causa della loro bassa luminosità, però, è molto difficile individuarle. Sono state scoperte perlopiù nelle vicinanze della nostra galassia, la Via Lattea, in quello che viene chiamato il Gruppo locale, ma anche, e in gran quantità, a distanze più lontane, dove però la strumentazione attuale non riesce ancora a distinguere le stelle al loro interno. È proprio a proposito di queste galassie nane che, negli ultimi decenni, sono emerse delle importanti discrepanze tra le osservazioni e le previsioni del modello cosmologico standard, che hanno messo in discussione la nostra comprensione dei processi di formazione ed evoluzione delle galassie nel cosmo.
Mosaico con 16 delle 47 candidate galassie nane scoperte nell’ambito della survey Vst-Smash nei pressi delle galassie Ngc 5068, Ngc 5084 e Ngc 5087. Crediti: Inaf/Vst/C. Tortora et al. (2026)
Inizialmente, sembrava che non ci fossero abbastanza galassie nane, sia nei pressi della nostra che di altre galassie nell’universo locale, rispetto a quanto predetto dalle simulazioni numeriche – il “mistero” delle galassie satelliti mancanti. Più recentemente, invece, il problema pare essersi ridimensionato, con alcuni studi che indicano addirittura una sovrabbondanza di galassie satelliti nei dati rispetto alle simulazioni. Anche la distribuzione spaziale di queste nane intorno alla galassia di riferimento – generalmente sono disposte come su una sorta di piano perpendicolare al disco della galassia centrale, come nel caso della Via Lattea – è ancora oggetto di dibattito. Per dipanare la matassa e capire se questi problemi riguardano solo il Gruppo locale o se si tratta di un comportamento ricorrente, è essenziale estendere la ricerca di galassie nane attorno ad altre galassie o gruppi di galassie al di là del nostro immediato vicinato cosmico.
È quel che ha fatto un team internazionale di ricercatori e ricercatrici guidato dall’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf), catalogando quasi 50 galassie nane e facendo emergere dall’oscurità alcune di queste piccole e deboli “galassie fantasma” intorno a tre galassie più massicce: Ngc 5068, Ngc 5084 e Ngc 5087, rispettivamente rispettivamente una spirale, una lenticolare e un’ ellittica che si trovano a 17, 80 e 100 milioni di anni luce da noi. I risultati, ottenuti grazie alle osservazioni del Vst (Vlt Survey Telescope), telescopio italiano gestito dall’Inaf presso l’Osservatorio Eso di Paranal, in Cile, sono stati pubblicati sulla rivista Astronomy & Astrophysics.
«Studiare queste isole di stelle quasi invisibili non è solo collezionismo astronomico», spiega Crescenzo Tortora, ricercatore Inaf, principal investigator della survey Vst-Smash con cui sono stati ottenuti i dati, e primo autore del nuovo articolo. «È l’unico modo che abbiamo per risolvere alcuni dei grandi enigmi del modello cosmologico e capire finalmente come la misteriosa materia oscura plasma e modella l’intero universo».
Il lavoro presenta le immagini ottiche più profonde mai ottenute finora, nelle lunghezze d’onda tra il rosso e il verde, per il campo circostante le tre galassie, in un’area di cielo pari a circa 12 volte quella della luna piena. Attraverso un’ispezione visuale delle immagini, sia nei singoli filtri che a colori, il team ha individuato 47 possibili galassie nane. Solo quattro di esse erano già note, permettendo di aumentare significativamente il numero di galassie nane scoperte in questa porzione di cielo.
La galassia Ngc 5087 (al centro) e i suoi dintorni, osservata con il Vlt Survey Telescope (Vst). Le sorgenti molto brillanti di forma rotondeggiante, visibili in particolare sulla destra e in basso, sono stelle in primo piano (cliccare per ingrandire). Crediti: Inaf/Vst/C. Tortora et al. (2026)
Per cercare le galassie, il team non ha usato algoritmi automatici, che avrebbero facilmente ignorato oggetti così deboli; la ricerca è stata fatta tramite una meticolosa ispezione visiva delle immagini da parte di tre autori in maniera indipendente. È stato necessario anche “coprire” e mascherare la luce delle stelle in primo piano e altri artefatti, un passaggio obbligato per poter misurare correttamente la debole luce di queste galassie. «Per far provare alle persone l’ebbrezza del cercatore di galassie nane, ho creato un piccolo gioco online che riproduce un processo molto simile a quello usato da noi, per toccare con mano l’indagine visiva che abbiamo effettuato e tentare di scovare le nane nelle vicinanze di Ngc 5087», aggiunge Tortora.
La natura delle galassie è stata verificata sulla base del loro colore e delle loro proprietà strutturali, che sono consistenti con quelle di altre galassie nane, ma la conferma potrà arrivare solo in futuro, con osservazioni spettroscopiche che permettano di stimarne distanza e velocità: per questo, al momento, si parla di “candidate”. La loro distribuzione spaziale indica che, con buona probabilità, si tratta di satelliti delle galassie più grandi di questo campo, ovvero Ngc 5084, Ngc 5087 e Ngc 5068 – nel caso di Ngc 5084, parrebbe anche di vedere una distribuzione planare simile a quella dei satelliti della Via Lattea – ma solo il follow-up spettroscopico potrà dimostrare questa ipotesi.
Molte delle nuove scoperte sono galassie diffuse, con bassa brillanza superficiale e prive di strutture al loro interno: si tratta di nane sferoidali o nane ellittiche; alcune invece presentano delle strutture interne, e potrebbero essere classificate come spirali o irregolari nane. Si stima che ciascuna di esse abbia una massa tra un milione e un miliardo di masse solari.
Classificazione morfologica di 16 delle 47 candidate galassie nane scoperte nell’ambito della survey Vst-Smash nei pressi delle galassie Ngc 5068, Ngc 5084 e Ngc 5087. Crediti: Inaf/Vst/C. Tortora et al. (2026)
Il risultato è frutto dell’altissima qualità delle immagini del Vst e della sua camera OmegaCam che, osservando per oltre due ore in ciascuna delle tre bande studiate, hanno permesso di sondare il cielo con una profondità che una survey come quella in corso presso l’osservatorio Rubin, anch’esso in Cile, potrà raggiungere solo tra qualche anno.
«Grazie alle osservazioni profonde del Vst, abbiamo potuto non solo “vedere” meglio alcune galassie estremamente deboli, ma anche caratterizzare i loro profili di luce con un alto rapporto segnale-rumore: potendo accumulare più luce, abbiamo mappato meglio le loro regioni periferiche», commenta Rossella Ragusa, ricercatrice post-doc Inaf e co-autrice dell’articolo. «Ne è un esempio il confronto che abbiamo fatto con una delle nane nel campione, che era stata scoperta con dati meno profondi in un lavoro precedente: con i nostri dati abbiamo determinato le sue dimensioni e la forma del profilo di luce, principalmente nelle regioni più esterne e deboli della galassia, con maggiore precisione e accuratezza».
Lo studio mostra che il profilo di luce di queste galassie non è molto ripido, diversamente da quello delle galassie ellittiche massive, e molto simile invece a quello delle galassie a disco. Il team è riuscito a misurare come il colore della galassia cambi in funzione della distanza dal centro: più rosso al centro e meno rosso verso la periferia, proprio come nella gran parte delle galassie nell’universo, in particolare quelle in questo intervallo di massa. I risultati preliminari sono consistenti con lo scenario secondo cui galassie come queste si formano attraverso un processo di “collasso monolitico”, un’ipotesi anch’essa da confermare – insieme al ruolo dell’ambiente circostante sulle proprietà delle galassie stesse – con dati spettroscopici e immagini ancora più profonde in futuro.
La survey Vst-Smash è stata progettata in modo che tutte le galassie incluse nel campione rientrino anche nel campo di osservazione del telescopio spaziale Euclid dell’Agenzia spaziale europea. Le primissime immagini di Euclid hanno già permesso di scoprire un’enorme quantità di galassie nane, e la prima data release, che sarà resa pubblica tra qualche mese, permetterà di rivelarne e caratterizzarne ancora di più – un’attività a cui partecipano vari co-autori di questo articolo, tra cui Tortora e Ragusa, all’interno della collaborazione Euclid. «Non vediamo l’ora di studiare gli stessi campi con gli occhi di Euclid, per poter confermare o aggiornare le nostre scoperte», conclude Tortora.
Per saperne di più:
- Cerca in questa immagine le galassie identificate dal team
- Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “Vst-Smash: Vst Survey of Mass Assembly and Structural Hierarchy. II. Exploring dwarf galaxies in the vicinity of Ngc 5068 and of the two galaxies Ngc 5084 and Ngc 5087 at the edges of the Virgo Supercluster” di C. Tortora, R. Ragusa, L. Hunt, A. Unni, M. Baes, Abdurro’uf, F. Annibali, M. Gatto, N. R. Napolitano, H. Su, A. Venhola, D. Carollo