Fonte immagine. http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2013/45/image/a/format/web_print/Crediti: NASA, ESA, P. van Dokkum (Yale University), S. Patel (Leiden University), J. Leja, E. Nelson, R. Skelton, and I. Momcheva (Yale University), G. Brammer (European Southern Observatory), K. Whitaker (NASA Goddard Space Flight Center), B. Lundgren (University of Wisconsin, Madison), M. Fumagalli (Leiden University), C. Conroy (University of California, Los Angeles), N. Schreiber (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), M. Franx (Leiden University), M. Kriek (University of California, Berkeley), I. Labbe (Leiden University), D. Marchesini (Tufts University), H. Rix and A. van der Wel (Max Planck Institute for Astronomy), S. Wutys (Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics), and the 3D-HST Team.
L’Hubble Space Telescope ha fornito la prima evidenza o prova “visibile” su come la nostra Galassia si sia assemblata fino a formare la maestosa spirale di stelle (e di gas e polveri) che vediamo oggi.
Scorrendo le survey del cielo profondo di Hubble, i ricercatori astronomi hanno rintracciano 400 galassie simili alla nostra in varie fasi di formazione, in un arco temporale di circa 11 miliardi di anni.
“Per la prima volta abbiamo immagini dirette di come la Via Lattea appare nel passato” ha affermato il secondo autore della ricerca, Pieter G. van Dokkum, della Yale University a New Haven, Connecticut. “Naturalmente non possiamo vedere la Via Lattea nel suo passato. Abbiamo selezionato galassie miliardi di anni luce di distanza che evolveranno in galassie come la Via Lattea. Col tracciare le sorelle della nostra Galassia, ci accorgiamo che la nostra Galassia è costituita per il 90% di stelle tra gli 11 e i 7 miliardi di anni, il che è qualcosa che non è stato mai misurato prima”.
Il superbo potere risolutivo di Hubble Space Telescope ha permesso ai ricercatori di studiare come la struttura della Via Lattea sia cambiata nel corso del tempo. Un modello in scala della Galassia può essere pensato ad un uovo fritto. Il bianco d’uovo è il disco, dove il Sole e la Terra si vengono a trovare. Il tuorlo rappresenta il bulge (o rigonfiamento) centrale formato da stelle più vecchie, e al centro di esso risiede un buco nero supermassiccio che deve essersi evoluto con grande probabilità, assieme alla nostra Galassia.
Le immagini di Hubble suggeriscono che il disco appiattito della nostra Galassia e il bulge centrale si siano formati assieme nella maestosa galassia a spirale che vediamo oggi. “Si può osservare che queste galassie sono soffici e tendano a sparpagliarsi” ha affermato Shannon Patel, della Leiden University, Paesi Bassi, anch’essa autrice del paper. “Non vi è evidenza di un bulge senza un disco, intorno al quale il disco si è formato in un secondo momento” ha aggiunto il membro del team Erica Nelson della Yale University. “Queste galassie ci mostrano che l’intera Via Lattea si è formata nello stesso tempo, a differenza delle galassie ellittiche molto massicce dove il bulge centrale si forma per primo”.
La survey mostra che miliardi di anni fa la Via Lattea era probabilmente un oggetto massiccio di colore blu molto debole contenente una gran quantità di gas, il combustibile delle stelle che sarebbero venute poi. I colori blu dell’antica Via Lattea sono un indice della rapida formazione stellare. Al culmine della formazione stellare, quando l’universo aveva circa 4 miliardi di anni, le galassie simili alla Via Lattea potevano formare circa 15 stelle all’anno. Per confronto, la nostra Galassia attualmente ha un tasso di formazione stellare di una sola stella all’anno.
Per identificare le galassie lontane e per poterle studiare in dettaglio, il team di ricercatori ha utilizzato tre dei più grandi programmi dell’Hubble Space Telescope, il 3D-HST survey, the Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS) e il Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS). Queste survey dell’universo lontano hanno combinato la spettroscopia con l’imaging nel visibile e nel vicino infrarosso della Wide Field Camera 3 di Hubble e l’Advanced Camera for Suveys. Le analisi del team di ricercatori hanno coinvolto misurazioni di distanze e dimensioni galattiche. I ricercatori hanno calcolato la massa di ciascuna galassia dalla sua luminosità e dai colori. Inoltre, hanno selezionato le galassie nel loro censimento da un catalogo che comprendeva oltre 100 000 galassie. La galassie della survey sono consistenti con i modelli che mostrano che i bulge e presumibilmente i buchi nei delle galassie a spirale nei primi stadi di formazione si sono formati in contemporanea coi dischi galattici.
“In queste osservazioni stiamo catturando la maggior parte dell’evoluzione della Via Lattea” ha spiegato il membro del team Joel Leja della Yale University. “Queste survey profonde ci permettono di vedere le galassie più piccole. Nelle precedenti osservazioni potevamo osservare solamente le galassie più luminose nel passato lontano, mentre ora osserviamo anche le galassie normali. Hubble fornisce forme e colori di queste spirali oltre che le loro distanze dalla Tera. Inoltre, siamo in grado di misurare la velocità con cui le varie parti della galassia si evolvono. Tutto questo è difficile da fare da Terra”. Sarà il James Webb Sipace Telescope della NASA ad esplorare queste galassie fino alla loro infanzia nell’infrarosso” il cui lancio è in programma per il 2018.
Le immagini di Hubble inoltre rafforzano l’idea che le grandi fusioni (merger) tra le galassie a spirale non sono state importanti nella loro formazione. Le simulazioni al computer hanno mostrato che i merger porterebbero alla distruzione dei dischi galattici. Invece, il censimento rivela che le spirali si evolvano attraverso la formazione stellare o grazie ad essa. Lo scenario della formazione galattica è diverso dal modo in cui si sviluppano le galassie ellittiche massicce.
“Queste osservazioni mostrano che vi sono almeno due direzioni di formazione galattica” ha affermato van Dokkum. “Le ellittiche massicce si formano da un core molto denso estremamente presto, probabilmente anche il buco nero centrale e presumibilmente il resto della galassia si viene ad accrescere attorno ad esso, alimentato dal merger con altre galassie. Ma dalla nostra survey troviamo che le galassie come la nostra mostrano un percorso diverso e più uniforme di evoluzione fino alle maestose spirali che vediamo oggi”.
I risultati del team di ricercatori sono stati pubblicati il 10 luglio 2013 nel The Astrophysical Journal Letters. Un secondo paper è apparso lo scorso 11 novembre 2013 nell’edizione online di The Astrophysical Journal.
Fonte: Hubble Site- Hubble Reveals First Scrapbook Pictures of Milky Way’s Formative Years – http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2013/45/full/
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NASA: Hubble Reveals First Pictures of Milky Way’s Formative Years – http://www.nasa.gov/press/2013/november/hubble-reveals-first-pictures-of-milky-ways-formative-years/#.Uod44Pn3GwE
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