Una delle più grandi sfide dell'astronomia è localizzare oggetti nello spazio che sono oscurati dalla luce del vicino, oggetti più luminosi. Oltre a rendere molto difficile l'immagine diretta dei pianeti extrasolari, questo problema si intromette anche nelle indagini dell'Universo locale, dove gli astronomi non sono in grado di rilevare galassie nane e isolate a causa di tutte quelle più luminose che le circondano.

A causa di ciò, gli astronomi non sono in grado di fare un inventario completo delle piccole galassie nel volume di spazio che circonda la Via Lattea (ovvero il volume locale). Però, grazie agli sforzi di un astronomo dilettante e di un team internazionale di scienziati, una galassia sferoidale nana è stata recentemente scoperta in agguato dietro la galassia di Andromeda. La scoperta di questo oggetto, di nome Donatiello I, potrebbe aiutare gli astronomi a saperne di più sul processo di formazione delle galassie.

Lo studio che descrive questi risultati è apparso di recente sulla rivista Astronomia e astrofisica . Il gruppo di ricerca è stato guidato da David Martínez-Delgado del Centro di Astronomia dell'Università di Heidelberg, e comprendeva membri dell'Istituto per la ricerca nelle scienze fondamentali (IPM) di Teheran, l'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), l'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), l'Osservatorio Astrofisico Speciale in Russia, Nuovo Orione, e più osservatori e università.

Attualmente, il modello cosmologico più ampiamente accettato (il modello Lambda-CDM) prevede che ci sia un gran numero di piccoli aloni di materia oscura nel Volume Locale, ma non è chiaro quanti di essi siano associati alla materia barionica (cioè ammassi stellari e galassie nane). Come tale, la capacità di fare un inventario completo delle galassie nane e isolate aiuterebbe a risolvere questa domanda e consentirebbe agli astronomi di saperne di più sulla storia della formazione delle galassie.

Come ha detto il dottor Martínez-Delgado Universo oggi Via Posta Elettronica:

"C'è una discrepanza tra il numero osservato di sistemi a bassa massa nel Gruppo Locale e nei suoi dintorni e quello previsto nelle simulazioni cosmologiche. È necessario un censimento completo delle galassie nane per comprendere l'effettiva origine di questo problema, come ad esempio, gli ingredienti e le ipotesi nel calcolo delle simulazioni cosmologiche o la mancanza di osservazioni profonde necessarie per tracciare il sistema di luminosità superficiale più basso nell'universo locale. Il censimento delle galassie nane può far luce su questioni chiave sulla formazione e l'evoluzione delle galassie".

Sfortunatamente, la creazione di un tale inventario presenta molti problemi, non ultimo il fatto che non su larga scala, Finora sono stati possibili indagini di imaging profondo. Considerando che i sondaggi come lo Sloan Digital Sky Survey (SDSS) o il sondaggio PANoramic Survey Telescope And Rapid Response System (PanSTARRs) sono stati completi, hanno limiti di luminosità della superficie (~24,5-25 magn/parcsec²) che sono troppo alti per rilevare oggetti più deboli.

Un altro problema sono i limiti dei rilievi radio per rilevare queste galassie, come quelli eseguiti dal sondaggio Arecibo Legacy Fast Arecibo L-Band Feed Array (ALFALFA). Usando questo metodo, gli astronomi cercano il gas idrogeno nelle righe spettrali di oggetti distanti. Ma poiché le galassie a bassa luminosità superficiale hanno un contenuto di gas trascurabile, non compaiono in tali sondaggi.

Come ha spiegato Martínez-Delgado, ecco perché l'unico mezzo per rilevarli al momento è attraverso l'imaging ultra-profondo, che è adatto agli astrofili:

"Questo è, l'unico modo per trovarli è per mezzo di immagini ultra profonde in ampie aree del cielo. I telescopi amatoriali possono ottenere immagini ultra profonde di galassie vicine o ampi campi di cielo con luminosità superficiale che raggiunge il limite di luminosità superficiale di 29 magn/arcsec2 o più profondo. Ciò fornisce nuove possibilità di scoperta per i dilettanti nel campo dell'evoluzione delle galassie, un argomento che non era fattibile per i dilettanti un decennio fa. La nuova generazione di sondaggi su larga scala (es. LSST) avrà un enorme impatto anche su questo argomento di ricerca.

Fu uno di questi astrofili a essere responsabile della scoperta della galassia sferoidale nana:un astronomo dilettante italiano di nome Giuseppe Donatiello. Utilizzando un telescopio da 12,7 cm, Donatiello ha catturato un mosaico di immagini profonde della galassia di Andromeda nel 2016, il cui scopo era quello di rilevare i flussi stellari, galassie satelliti e flussi diffusi che erano stati recentemente scoperti intorno ad Andromeda.

Era mentre esaminava una di queste immagini (il 3 settembre, 2016), Donatiello notò la presenza di un oggetto situato ad un grado dalla stella Mirach (beta Andromedae). Questo oggetto è stato poi confermato da Martínez-Delgado e dai suoi colleghi utilizzando immagini d'archivio dell'SDSS, e da osservazioni di follow-up fatte il 27 novembre, 2016.

Questi si sono esibiti utilizzando il Telescopio Nazionale Galileo (TNG) di 3,58 metri e il Gran Telescopio Canarias (GTC) di 10,4 metri. entrambi si trovano presso l'Osservatorio Roque de Los Muchachos dell'IAC sull'isola di La Palma, Spagna.

Ciò ha permesso al team di determinare la distanza delle galassie nane dalla Terra, per risolvere e studiare le sue stelle, e confermano che si trattava effettivamente di una galassia nana in prossimità del Gruppo Locale. Questa scoperta non solo ha dimostrato l'efficacia delle indagini ultra profonde condotte da astrofili, ha anche un significato immenso quando si tratta di studiare le galassie nane a bassa luminosità.

"Donatiello posso essere una galassia isolata che ha interrotto la sua formazione stellare molto tempo fa, " ha detto Martínez-Delgado. "È difficile capire quale meccanismo fosse responsabile di questa formazione stellare spenta quando non c'è interazione con nessuna galassia ospite massiccia, come nel caso di Donatiello I."

A causa di questa scoperta, galassie nane isolate potrebbero servire come laboratori per testare teorie sulla formazione stellare in sistemi a bassa massa. Questo sarebbe di immensa utilità per i cosmologi che conducono simulazioni per comprendere meglio la storia della formazione stellare nelle galassie del Gruppo Locale, che potrebbe aiutare a risolvere le suddette discrepanze tra astronomia osservativa e cosmologia.

E come ha concluso Martínez-Delgado, la scoperta di questa galassia nana apre anche opportunità per ulteriori indagini nella regione:

"Donatiello potrei essere uno dei membri più brillanti di una vasta popolazione di isolati, galassie nane non legate che non sono state scoperte intorno al Gruppo Locale. Un confronto statistico di queste osservazioni è estremamente importante per sondare le previsioni delle simulazioni cosmologiche all'avanguardia. Penso che la sua scoperta debba incoraggiare un'indagine più sistematica di questo tipo di sistemi a bassa luminosità superficiale con strumenti modesti."

Questa scoperta è una delle tante che dimostra come i miglioramenti nella tecnologia e nella condivisione dei dati stiano consentendo nuove opportunità per gli astronomi dilettanti. Oggi, individui con la propria attrezzatura, la conoscenza e l'accesso alle banche dati scientifiche possono contribuire al processo di scoperta.

E con strumenti di nuova generazione che guardano più lontano nel cosmo e più in dettaglio, è probabile che vedremo più oggetti che in precedenza non erano rilevabili. Queste e altre scoperte ci insegneranno molto su come è nato il nostro Universo.