MUSE fotografa uno scontro tra galassie

Nell’immagine la galassia ESO 137-001 mentre attraversa ad alta velocità un grande ammasso di galassie: viene mostrato il moto del filamenti di gas – rosso per la materia che si allontana dalla Terra, rispetto alla galassia, e blu per quella che si avvicina. Si noti che il quadrante in alto a sinistra e quello in basso a destra sono stati riempiti utilizzando l’immagine presa da Hubble. Crediti: ESO/M. Fumagalli

Il nuovo strumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) installato sul VLT (Very Large Telescope) dell’ESO ha fornito ai ricercatori la miglior veduta finora di uno spettacolare incidente cosmico. La nuova osservazione rivela per la prima volta il moto del gas che viene strappato dalla galassia “medusa” ESO 137-001 mentre attraversa ad alta velocità un grande ammasso di galassie. I risultati sono stati ottenuti da un’equipe di ricercatori guidata da Michele Fumagalli, del gruppo di Astronomia Extragalattica dell’Institute for Computational Cosmology all’Università di Durham e sono fondamentali per risolvere un enigma di lunga data – il motivo per cui la formazione stellare si spegne negli ammassi di galassie.

Il team ha usato tra i primi lo strumento MUSE osservando questa galassia a spirale a circa 200 milioni di anni luce dalla Terra, nella costellazione meridionale del Triangolo Australe – sono riusciti a ottenere la miglior vista finora di quel che veramente accade alla galassia mentre precipita nell’ammasso del Regolo.

MUSE fornisce agli astronomi non solo una fotografia, ma anche uno spettro – una banda di colori – per ogni pixel dell’immagine. Con questo strumento i ricercatori raccolgono circa 90000 spettri ogni volta che osservano un oggetto e perciò producono una mappa incredibilmente dettagliata del moto e di altre proprietà dell’oggetto sotto indagine. E’ il primo spettrografo a campo integrale di grande dimensione installato su un telescopio da 8 metri. Per confronto, gli studi precedenti di ESO 137-001 non avevano raccolto più di 50 spettri dell’oggetto.

Cosa sta accadendo a ESO 137-001? Viene letteralmente derubata della sua materia prima da un processo noto come “rimozione a causa della pressione d’ariete” (o ram-pressure stripping in inglese) che si verifica quando un oggetto si muove ad alta velocità attraverso un liquido o un gas. È un effetto simile a quando l’aria sposta indietro il pelo di un cane che sporge la testa dal finestrino di una macchina in corsa. In questo caso il gas fa parte della vasta nube di gas caldo e rarefatto che avvolge l’ammasso di galassie in cui ESO 137-001 sta cadendo a una velocità di molti milioni di chilometri all’ora.

Il telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA aveva già prodotto un’immagine spettacolare di questo oggetto – ma, diversamente da MUSE, non può vedere il moto della materia. 

Con MUSE si vede, invece, che la galassia viene privata della maggior parte del gas – il carburante necessario per produrre la prossima generazione di giovani stelle blu. ESO 137-001 si trova nel mezzo di questo rimodernamento galattico e si sta trasformando da galassia blu e ricca di gas in galassia rossa e priva di gas.

«È proprio uno dei compiti principali dell’astronomia moderna, quello di scoprire come e perché le galassie negli ammassi evolvono dal blu al rosso in un lasso di tempo molto breve», ha spiegato Fumagalli. «Osservare una galassia proprio mentre passa dall’uno all’altro stato ci permette di studiare come questo accada».

L’ammasso del Regolo si trova molto vicino al piano della nostra galassia, la Via Lattea, e perciò nascosto dietro una grande coltre di polvere e gas galattici. Gli scienziati hanno potuto adesso non solo rivelare il gas nella galassia e intorno ad essa, ma anche verificare come esso si muova. Il nuovo strumento è così efficiente che una sola ora di osservazione è stata sufficiente per ottenere un’immagine ad alta risoluzione della galassia e della distribuzione e del moto del gas.

Le osservazioni mostrano che la periferia di ESO 137-001 è già completamente priva di gas. Questo è il risultato del fatto che il gas dell’ammasso – a temperature di qualche milione di gradi – spinge il gas più freddo fuori da ESO 137-001 mentre questa si avvia verso il centro dall’ammasso. Questo accade dapprima nei bracci a spirale, dove le stelle e la materia sono meno dense che al centro e la gravità ha una presa relativamente debole sul gas. Nel centro della galassia, invece, l’attrazione gravitazionale è abbastanza forte per resistere più a lungo in questo “tiro alla fune” cosmico e il gas è ancora presente.

Panoramica del cielo intorno alla galassia ESO 137-001. Crediti: ESO/Digitized Sky Survey 2

Alla fine tutto il gas della galassia sarà spazzato via in scie luminose che seguono ESO 137-001, segni inequivocabili di questo sensazionale furto cosmico. Il gas che viene strappato alla galassia viene miscelato con il gas più caldo dell’ammasso fino a formare code magnifiche che raggiungono i 200000 anni luce. L’equipe ha guardato da vicino queste scie di gas per capire meglio la turbolenza creata dall’interazione.

Sorprendentemente le nuove osservazioni di MUSE di questo pennacchio di gas mostrano che questo continua a ruotare nello stesso modo della galassia, anche dopo essere stato da lei allontanato. Inoltre, i ricercatori hanno potuto stabilire che la rotazione delle stelle di ESO 137-001 è rimasta inalterata. Ciò fornisce una prova ulteriore che il gas dell’ammasso, non la gravità, è responsabile della spoliazione della galassia.

Matteo Fossati (Universitäts-Sternwarte München and Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik, Garching, Germania) coautore dell’articolo ha detto: «Con i dettagli rivelati da MUSE ci avviciniamo alla comprensione dei processi che hanno luogo durante questi scontri. Vediamo in dettaglio il moto della galassia e del gas – cosa che sarebbe impossibile senza il nuovo strumento MUSE, unico nel suo genere. Queste e le future osservazioni ci aiuteranno a sviluppare una migliore idea di cosa stia guidando l’evoluzione delle galassie».

[QUI il comunicato stampa in italiano]

Fonte: Media INAF | Scritto da Eleonora Ferroni