Fino alla periferia di Centaurus A

L’alone galattico di questa galassia ellittica è decisamente più ampio rispetto al previsto: si estende per 4 gradi nel cielo (pari a otto volte la larghezza apparente della Luna). Si tratta di un collage di immagini ottenute con il Digitized Sky Survey 2 (DSS2), il telescopio MPG / ESO e l’Advanced Camera for Surveys montata sull’Hubble Space Telescope.
Crediti: ESA/Hubble, NASA, Digitized Sky Survey, MPG/ESO; Foto di: Davide de Martin

Il telescopio orbitante NASA/ESA Hubble non sbaglia mai colpo. Questa volta si è spinto fino a una distanza di 11 milioni di anni luce dalla Via Lattea per scrutare e osservare l’alone galattico di Centaurus A, una galassia ellittica di tipo lenticolare conosciuta anche come NGC 5128. Quello che hanno scoperto gli astronomi è che l’alone galattico si estende dal centro molto di più del previsto e le stelle sembrano essere cariche di elementi pesanti. La scoperta è importante perché si tratta della più remota e periferica porzione di una galassia ellittica mai osservata finora.

Centaurus A è famosa fra gli astronomi perché è una delle galassie più luminose e brillanti nel cielo notturno (la quinta per la precisione), è visibile anche a occhio nudo e il suo centro è una delle più forti radiosorgenti conosciute. Le galassie come NGC 5128 sono affascinanti per i ricercatori non solo per il brillante bagliore proveniente dal nucleo (moltissime sono le stelle giovani in quella regione), ma anche per il tenue alone di stelle che si estende irregolarmente nel cielo. Si tratta di una parte fondamentale di ogni galassia, perché (come nel caso della Via Lattea) conserva alcuni dettagli importati sulla formazione e sul processo di evoluzione. Gli aloni galattici non sono, però, così semplici da rilevare, proprio per il loro essere così sfocati e indistinti. I ricercatori, ad oggi, sono riusciti a osservarne molto pochi.

Questa volta, però, gli astronomi si sono avvalsi di strumenti molto potenti per portare a casa il premio: sono stati utilizzati dati provenienti dalla Digitized Sky Survey 2 (DSS2), dall telescopio di 2,2 metri MPG / ESO e dall’Advanced Camera for Surveys (ACS) montata sull’Hubble Space Telescope. “Osservare così nel dettaglio l’alone di una galassia ci dà delle informazioni senza precedenti sull’evoluzione e sulla sua composizione”, ha detto Marina Rejkuba dell’ESO in Germania. L’autrice principale della scoperta ha aggiunto: “Abbiamo trovato più stelle sparse in una direzione rispetto che nell’altra, e questo conferisce all’alone una forma bizzarra, asimmetrica, che non avevamo previsto”.

“Non è facile misurare la debole luce diffusa degli aloni delle galassie, ma un metodo potente per tracciarli consiste nel misurare le sorgenti puntiformi che lo compongono, cioè le singole stelle”, ha spiegato a Media INAF Laura Greggio, ricercatrice dell’Osservatorio Astronomico INAF di Padova e co-autrice dello studio. “Nell’alone di Centaurus A abbiamo misurato colori e magnitudini di stelle individuali, cosa resa possibile solo dall’uso di Hubble, visto che Centauro A è ad una distanza di 4 Mpc. Queste stelle hanno un’età molto avanzata, dell’ordine di 10 miliardi di anni, e ci parlano della formazione stellare più antica”.

Gli astronomi hanno mappato un’area lunga 450mila anni luce, come 25 volte il raggio della galassia stessa, e larga 295 mila anni luce. Si tratta di distanze non indifferenti, se si pensa anche alla nostra Via Lattea, il cui principale componente visibile, ovvero il disco, misura 120mila anni luce di diametro. La squadra di ricercatori che ha osservato Centaurus A ha scoperto che il diametro del suo alone galattico si estende per circa 4 gradi nel cielo, vale a dire 8 volte la larghezza apparente della Luna.

“Anche se parliamo di distanze estreme, non abbiamo ancora raggiunto il bordo dell’alone di Centaurus A, né abbiamo rilevato la generazione di stelle più antica”, ha aggiunto Laura Greggio. “Sono proprio le stelle più antiche ad aver avuto un ruolo fondamentale nella produzione di questi elementi pesanti che si trovano ora nella maggior parte delle stelle della galassia”. La presenza così massiccia di questi elementi ha suggerito ai ricercatori che in passato NGC 5128 si sia scontrata e fusa con una massiccia galassia a spirale: il drammatico evento avrebbe causato l’espulsione di stelle dal disco della galassia centrale che ora si trovano nell’alone galattico di Centaurus A.

Le stelle nell’alone galattico presentano due caratteristiche particolari: una distribuzione irregolare e l’abbondante presenza di elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio. A differenza delle stelle della Via Lattea o di galassie vicine, Le stelle dell’alone di Centaurus A sono ricche di elementi pesanti anche nelle zone più periferiche e inesplorate.

La Greggio ha spiegato: “Ci aspettiamo che le zone più esterne delle galassie siano abitate da stelle povere di metalli, come si osserva nella nostra Galassia. Gli elementi pesanti vengono prodotti nelle stelle e immessi nel mezzo interstellare dalle supernovae. Questo mezzo poi formerà stelle arricchite in elementi pesanti. Sono necessari diversi cicli di formazione stellare per produrre un mezzo interstellare con le abbondanze che vediamo nell’alone di Centauro A. Nelle regioni più esterne delle galassie la formazione stellare non procede in maniera abbastanza efficacie da produrre una alta abbondanza di metalli. Le stelle ricche di metalli nell’alone di Centaurus A potrebbero quindi essere state prodotte altrove, forse nel disco di una galassia che si è fusa con Centauro A, o con il suo progenitore”.

E nel futuro dove porterà questa ricerca? “Il prossimo passo immediato – ha detto la ricercatrice INAF – sarà quello di decodificare in termini quantitativi la storia di formazione stellare nei campi da cui i dati mostrati nell’articolo appena pubblicato. Questo richiede il calcolo di modelli teorici che servono a caratterizzare in maniera più puntuale la massa in stelle, l’eta’ e la composizione chimica nei campi HST osservati. Nel futuro, come gia’ detto, occorrera’ estendere la mappatura sulla faccia delle galassia. In particolare, abbiamo trovato una consistente asimmetria di popolazione lungo l’asse maggiore e minore di Centaurus A confrontando il contenuto stellare di due campi. Vogliamo ottenere altri dati per vedere quanto questa proprietà sia estesa spazialmente”.

E ha concluso: “Con HST abbiamo studiato solo una piccola parte della popolazione stellare in questa galassia. Vogliamo continuare la mappatura e in particolare mettere in evidenza eventuali asimmetrie di popolazione lungo l’asse maggiore e minore, e/o eventuali disomogeneità che testimonino episodi di fusione con altre galassie avvenuti nel passato”.

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