Le galassie più massicce del nostro vicinato hanno formato le loro stelle miliardi di anni fa, all'inizio della storia dell'universo. Al giorno d'oggi, producono pochissime nuove stelle. Gli astronomi hanno creduto a lungo che fosse perché contengono pochissimo gas, un ingrediente chiave necessario per produrre le stelle. Ma il nostro nuovo studio, pubblicato su Nature Astronomy, sta ora sfidando questa visione di lunga data.

Sondando gli ambienti estremi di massicce galassie lontane, possiamo conoscere non solo la loro evoluzione e la storia dell'universo, ma soprattutto sui processi fondamentali che regolano la formazione delle stelle. Dato che le stelle producono la maggior parte dei diversi tipi di atomi nei nostri corpi e nel mondo che ci circonda, capire come si sono formati è essenziale se vogliamo sapere da dove veniamo.

Le galassie esistono in due tipi principali:a disco ed ellittiche. Galassie a disco, compresa la Via Lattea, sono piatte e contengono grandi riserve di gas che usano per formare continuamente stelle. Le galassie ellittiche sono massicce, rotondo e ha smesso di formare stelle molto tempo fa. La maggior parte delle teorie presuppone che a un certo punto le galassie ellittiche abbiano perso i loro serbatoi di gas, che ha fatto diminuire il tasso di formazione stellare.

Luce lontana

Il nostro team ha studiato se ci sono altri modi in cui distanti, le galassie ellittiche potrebbero aver perso la loro capacità di formare stelle. La distanza dalle galassie è misurata da quanto luminose sono le sue stelle, in anni luce (definito come quanto tempo impiega la luce a raggiungerci in un anno). Poiché ci vuole così tanto tempo prima che la luce di queste lontane galassie ci raggiunga, possiamo capire che ci appaiono come erano 10 miliardi di anni fa.

Idealmente vorremmo osservare direttamente il gas in queste galassie, ma questo è estremamente impegnativo e richiederebbe diverse ore di osservazioni per galassia - e dobbiamo guardare migliaia di galassie. Anziché, abbiamo scelto di studiare la polvere. La polvere (fredda piuttosto che calda) rappresenta solo l'1% della materia interstellare in una galassia, ma si trova ovunque sia il gas freddo. Una galassia che contiene molta polvere contiene quindi anche molto gas.

Abbiamo utilizzato i dati del Cosmological Evolution Survey (COSMOS), che copre un'ampia porzione di cielo osservata dalla maggior parte dei principali telescopi, sulla Terra e nello spazio. Abbiamo usato immagini dall'infrarosso alle lunghezze d'onda radio della luce, che ci permette di misurare sia il tasso di formazione stellare che la massa di polvere fredda nelle galassie.

Poiché le galassie che ci interessano sono così lontane, è impossibile rilevare ogni galassia individualmente nei dati infrarossi o radio esistenti. Anziché, abbiamo unito la luce da 1, 000 galassie e ha determinato quanto gas contengono in media e quanto velocemente stanno formando le stelle.

Di conseguenza, abbiamo fatto una scoperta emozionante. Pur avendo bassi tassi di formazione stellare, le galassie ellittiche contengono quantità sorprendentemente grandi di gas:100 volte più di quanto ci si aspettasse. Questo è sorprendente in due modi. Sfida la nostra visione standard delle galassie ellittiche come oggetti "noiosi" poveri di gas. Ma ci costringe anche a ripensare alla visione di base dei processi di formazione stellare:abbiamo sempre pensato che la presenza di gas freddo dovesse portare alla formazione stellare. Qui, troviamo che le galassie ellittiche formano stelle molto meno efficientemente delle galassie a disco nella stessa epoca.

Allora perché? Nove anni fa, Ho previsto questa possibilità da simulazioni numeriche che avevo eseguito come dottorato di ricerca. alunno. Ho scoperto che nelle galassie a disco, l'attrazione gravitazionale delle stelle aiuta il gas a collassare per formare nuove stelle. In contrasto, il gas nelle galassie ellittiche sente un'attrazione più debole dalle stelle e non collassa così facilmente. È affascinante che la morfologia globale di una galassia possa controllare ciò che accade alle scale più piccole.

I prossimi passi della nostra ricerca utilizzeranno nuove simulazioni e, si spera, osservazioni dirette del gas freddo stesso con l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un osservatorio in Cile, per migliorare la nostra comprensione della complessa interazione tra formazione stellare e morfologia delle galassie. Questo farà luce sui processi universali che alla fine si verificano in ogni galassia, inclusa la nostra Via Lattea.

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