Come hanno fatto le grandi galassie, come la nostra Via Lattea e la vicina Galassia di Andromeda, emergere dalla zuppa anonima che esisteva dopo la nascita del nostro universo?

Decenni di osservazioni e sforzi teorici hanno fornito un quadro in cui gli atomi si uniscono nelle galassie, attratti dall'attrazione gravitazionale della materia oscura. I nostri universi sintetici, creato ed evoluto sui più potenti supercomputer, corrispondono magnificamente alla distribuzione delle galassie che vediamo nell'universo.

Comprendere i dettagli su piccola scala occuperà gli astronomi per i decenni a venire, ma sembra che le galassie si costruiscano nel tempo accrescendo (raccogliendo) sistemi più piccoli che si allontanano troppo vicino.

E negli ultimi decenni, è diventato chiaro che il tenue alone stellare che circonda le grandi galassie contiene gli indizi per svelare la storia dell'accrescimento delle galassie.

Dissezionare le galassie

Una grande galassia a spirale può essere divisa in tre pezzi chiave:il rigonfiamento, il disco e l'aureola.

Il rigonfiamento e il disco ospitano la stragrande maggioranza delle centinaia di miliardi di stelle che compongono la galassia, mentre solo l'1% delle stelle si trova nell'alone che avvolge una galassia.

L'alone ospita alcune delle stelle più antiche che si trovano in una galassia. È anche sede di ammassi globulari, i più antichi gruppi di stelle legati che conosciamo nell'universo.

Questi suggeriscono che l'alone sia stato il primo componente galattico a formarsi, e dovrebbe contenere alcuni dei record meglio conservati per la storia della formazione di una galassia.

Ma per rivelare i segreti nascosti all'interno di una galassia, gli astronomi devono adottare un approccio forense e guardare l'alone stellare come una scena del crimine.

Cannibali galattici

È all'interno dell'alone stellare che le galassie nane più piccole incontrano il loro destino finale, perdendo la loro battaglia con le forze distruttive della gravità.

Queste galassie nane sono spogliate, molestati e dispersi fino a quando non si mescolano con le stelle della galassia più grande.

Ma questa distruzione, questo cannibalismo galattico, può richiedere molti miliardi di anni, e ci aspettiamo di cogliere la continua distruzione delle galassie nane anche oggi.

Esistono prove osservative dell'esistenza di una serie di sottostrutture negli aloni galattici, come correnti di marea e conchiglie stellari, rivelato nella nostra Via Lattea e nella vicina Galassia di Andromeda.

È all'interno di queste galassie che possiamo identificare e isolare le singole stelle all'interno dell'alone estremamente debole. Ed è stato l'alone di Andromeda a costituire il fulcro del nostro nuovo studio pubblicato di recente.

Una ricerca per clustering

Invece di stelle, abbiamo usato una mappa delle nebulose planetarie che abitano anche l'alone di Andromeda.

Queste sono le ultime fasi dell'evoluzione di stelle simili al nostro sole, stelle che sono i detriti di galassie nane distrutte e distrutte. Per fortuna, questi sono facilmente identificabili grazie alla loro peculiare firma spettrale, una firma che rivela anche le loro velocità.

Avevamo bisogno di raccogliere questi cadaveri galattici, sezionare la scena del crimine per capire quante vittime giacevano nascoste in bella vista.

Per fare questo, abbiamo cercato quanto "raggruppate" siano queste nebulose planetarie.

Se l'immagine degli aloni che crescono per accrescimento è corretta, allora dovremmo aspettarci una distribuzione sottostante liscia e non clusterizzata, i resti di antiche concrezioni che sono state completamente disgregate e mescolate, sovrapposto ad accrescimenti in corso che dovrebbero essere raggruppati insieme nello spazio e nella velocità.

Ma ci sono problemi. Mentre possiamo vedere dove sono le nebulose planetarie nel cielo, e possiamo misurare la velocità lungo la linea di vista, le distanze sono sconosciute, come lo sono i moti propri nel piano del cielo.

Abbiamo dovuto sviluppare alcuni metodi intelligenti per cercare le firme di clustering, e confrontale con le aspettative tratte da modelli sintetici di galassie.

E successo! I risultati hanno rivelato un mix di nebulose planetarie a grappolo uniformemente rimescolate e grumose, proprio in accordo con le nostre aspettative cosmologiche.

Ciò fornisce ulteriori prove per la nostra attuale migliore spiegazione per il cosmo, il modello cosmologico Lambda Cold Dark Matter, un universo dominato dall'attrazione gravitazionale della materia oscura che combatte l'espansione dell'universo, e dove le galassie sono state costantemente costruite nel tempo divorando sistemi più piccoli.

Mentre questo successo è incoraggiante, con la crescente evidenza che la nostra comprensione del funzionamento dell'universo è ben fondata, restano le tensioni. Ciò è particolarmente vero sulla scala dei singoli aloni di grandi galassie:la danza coordinata delle galassie nane scoperta di recente richiede ancora una risposta.

Lo sforzo astronomico continuerà nei prossimi decenni, ma sulla questione di quando capiremo veramente la formazione e l'evoluzione delle galassie, la giuria è ancora fuori.

Questo articolo è stato originariamente pubblicato su The Conversation. Leggi l'articolo originale.