Questa immagine, scattata con il telescopio spaziale Hubble della NASA, mostra la nascita di una nuova stella nell'antica galassia ellittica NGC 4150, situato a circa 44 milioni di anni luce dalla Terra. NASA e The Hubble Heritage Team Appese alle pareti di innumerevoli aule di scienze in tutto il mondo ci sono illustrazioni della nostra galassia domestica, la via Lattea. Probabilmente ne hai sentito parlare. Ma probabilmente non sapevi che quei poster sono proporzionalmente più spessi di un componente chiave della galassia stessa.
Giusto. Come un uovo fritto, la Via Lattea è costituita da un rigonfiamento centrale circondato da un piano, disco sottile. E quando diciamo "sottile, " intendiamo incredibilmente magro. Come sottolinea il fisico e corrispondente di Forbes Jillian Scudder, il "disco" della galassia della Via Lattea è di circa 100, lunga 000 anni luce, ma solo circa 0,6 anni luce di altezza. Ciò significa che, proporzionalmente, è 30 volte più sottile di un tipico foglio di carta per stampante.
Gli astronomi hanno stimato che ci sono circa 200 miliardi di galassie nell'universo osservabile. Ma quando vediamo altre galassie ritratte nei film di fantascienza, tendono ad avere la stessa forma di base della nostra. Questo sarebbe un esempio dei nostri pregiudizi centrati sull'uomo. Sebbene molti di loro assomiglino alla Via Lattea, altri sono disponibili in forme e forme selvaggiamente diverse.
Prima di andare oltre, facciamo un passo indietro e parliamo di cosa hanno in comune tutte le galassie. Le galassie sono sistemi complessi tenuti insieme dalla gravità. Sono fatti di gas, polvere stellare e milioni, a volte addirittura miliardi, di stelle, che sono accompagnati dai loro pianeti e cinture di asteroidi.
Eppure somiglianze a parte, ogni galassia ha una storia unica da raccontare. La storia di ognuno si riflette nella sua forma. Gli scienziati dividono le galassie in una manciata di categorie basate sull'aspetto. La Via Lattea è quella che è conosciuta come una galassia a spirale, il che significa che sembra un ampio, disco appiattito con un leggero rigonfiamento che sporge verso l'esterno al centro.
Tale disposizione è il prodotto della velocità di rotazione, tempo e gravità. Per saperne di più, abbiamo parlato con l'astrofisico Raja Guha Thakurta, dottorato di ricerca, professore all'Università della California Santa Cruz, e autorità sullo studio di come si evolvono le galassie. È un campo che invita a molti dibattiti.
"La fisica di come si formano queste cose non è completamente conosciuta o stabilita, " dice Guha Thakurta. Tuttavia, è opinione diffusa che la maggior parte delle galassie a spirale inizino la loro vita come nuvole rotanti di gas e polvere. La velocità con cui ruotano è molto importante. Secondo Guha Thakurta, massiccio, le nuvole in rapida rotazione hanno maggiori probabilità di diventare galassie a spirale.
La gravità tenta di tirare queste rotazioni, corpi amorfi in piani appiattiti. Col tempo, le nuvole sono costrette a contrarsi a causa della gravità e della perdita di energia per attrito. E per un principio chiamato conservazione del momento angolare, quando un oggetto rotante si contrae, ruota più rapidamente. Puoi vederlo in azione nella tua pista di pattinaggio locale. I pattinatori esperti sanno come aumentare la loro velocità di rotazione tirando le braccia verso l'interno.
Così, proprio come una massa rotante di pasta per pizza, le galassie a spirale si formano quando nuvole informi di gas/polvere si appiattiscono ad alta velocità. Le stesse forze fisiche influenzano anche l'aspetto delle "braccia" appuntite che si possono vedere attorno ai bordi di tali galassie.
"I tipi di bracci a spirale sono quasi certamente correlati alla velocità di rotazione, " dice Guha Thakurta. I sistemi a rotazione rapida tendono ad avere un anello di piccole, braccia strette. In contrasto, quelli che si muovono più lentamente hanno più tempo, quelli avvolti in modo lasco. Per capire perché, Guha Thakurta consiglia di fare un piccolo esperimento casalingo:"Immagina di mescolare il caffè. Metti una cucchiaiata di panna in un punto diverso dal centro. Noterai che la crema formerà un motivo a spirale, " dice. Poi, mescolare la birra con un cucchiaio. Se lo fai rapidamente, le braccia del modello diventeranno più piccole e più strette.
La galassia NGC 4302n (a sinistra) e la galassia NGC 4298 (a destra) sono esempi di galassie a spirale come la nostra Via Lattea. Appaiono diversi nell'immagine scattata dal telescopio spaziale Hubble il 24 aprile. 1990 perché sono angolati in diverse posizioni nel cielo. NASA e The Hubble Heritage Team
Va bene, tempo per un rapido riassunto. Finora, abbiamo parlato di come si sviluppano le galassie a spirale e di come la rotazione modella le loro braccia. Ma qual è il problema con quei rigonfiamenti di cui abbiamo parlato prima? Al centro delle galassie a spirale, troverai un ammasso di stelle molto antiche che ruotano attorno a un punto centrale. Questo è il rigonfiamento. Mentre le stelle nel disco si muovono ordinatamente, piano orizzontale, le stelle che compongono il rigonfiamento si comportano come api che sciamano in modo irregolare attorno a un alveare. Gli astronomi stanno ancora cercando di capire come si formano questi rigonfiamenti. Alcuni ipotizzano che si sviluppino prima del resto di una galassia a spirale, mentre altri pensano che sia vero il contrario.
Ora immagina una galassia tutta rigonfia. Questa cosa sarebbe senza disco e sembrerebbe un gigante, sfera arrotondata o un enorme football americano. Dentro, le sue stelle starebbero orbitando attorno al punto centrale della galassia in tutte le direzioni. Congratulazioni, hai appena immaginato una galassia ellittica. Guha Thakurta afferma che le galassie ellittiche si formano quando due galassie a spirale di massa comparabile si fondono insieme. (Anche se aggiunge che questo potrebbe non essere l'unico processo mediante il quale si formano le galassie ellittiche.)
per inciso, la nostra Via Lattea sta per partecipare a una di queste fusioni. Gli esperti prevedono che alla fine si scontrerà con la vicina galassia di Andromeda, un processo che ricostituirà queste due galassie a spirale in una galassia ellittica. Il processo dovrebbe iniziare circa 3 miliardi di anni da oggi e terminare tra altri 4 miliardi di anni da allora. Ovviamente, non è qualcosa che tu o io vivremo per vedere. Ma a prescindere, gli scienziati hanno già trovato un nome per questa futura galassia ellittica:la chiamano "Milkomeda". Tutti amano una buona valigia.
Va notato che alcune galassie non sono né spirali né ellittiche. Le cosiddette galassie irregolari sono prive di rigonfiamenti e possono assumere un'ampia varietà di forme. Per di più, gli scienziati hanno osservato alcune fusioni galattiche attualmente in corso. Forse sembreranno carini, ellittiche a tutto tondo un giorno, ma al momento, questi sindacati in via di sviluppo appaiono disorganizzati e distorti. Ci sono anche alcuni esempi documentati di grandi galassie a spirale che cannibalizzano quelle più piccole che si sono avvicinate troppo, con la vittima che viene lentamente divorata a poco a poco. Come direbbe Hannibal Lecter, passate le fave e il chianti.
Una quasi collisione galattica tra NGC 2207 (sinistra) e IC 2163 (destra) galassie a spirale catturate dal telescopio spaziale Hubble nel 2007. Gli scienziati prevedono che la Via Lattea si scontrerà con la nostra vicina galassia Andromeda tra circa 3 miliardi di anni da oggi. La NASA e l'Hubble Heritage Team ora è interessante La parola "galassia" deriva dalla parola greca "gala, " che significa "latte" - come in "via lattea". La nostra ha una banda luminosa di stelle che è chiaramente visibile nel cielo notturno. Per gli antichi astronomi, questo sembrava una striscia di latte versato.
