Un rendering volumetrico del vento di gas ionizzato a Makani. Due delle dimensioni sono spaziali, e il terzo è la velocità. I colori tracciano l'asse della velocità, indicato dalla freccia al centro. Le posizioni approssimative dei due episodi di deflusso proposti sono etichettate. Credito:Jim Geach, Davide Albero, Peter Richardson (Università dell'Hertfordshire)
Esplorando l'influenza dei venti galattici da una lontana galassia chiamata Makani, Alison Coil dell'UC San Diego, David Rupke del Rhodes College e un gruppo di collaboratori provenienti da tutto il mondo hanno fatto una nuova scoperta. Pubblicato in Natura , i risultati del loro studio forniscono la prova diretta per la prima volta del ruolo dei venti galattici - espulsioni di gas dalle galassie - nella creazione del mezzo circumgalattico (CGM). Esiste nelle regioni intorno alle galassie, e svolge un ruolo attivo nella loro evoluzione cosmica. La composizione unica di Makani, che significa vento in hawaiano, si è prestata in modo unico alle scoperte rivoluzionarie.
"Makani non è una galassia tipica, " ha osservato Bobina, un professore di fisica all'Università di San Diego. "È quella che è nota come una grande fusione in fase avanzata:due galassie massicce recentemente combinate, che si univano a causa dell'attrazione gravitazionale che ciascuno sentiva dall'altro mentre si avvicinavano. Le fusioni di Galaxy spesso portano a eventi starburst, quando una notevole quantità di gas presente nelle galassie che si fondono viene compressa, con conseguente scoppio di nuove nascite stellari. Quelle nuove stelle, nel caso di Makani, probabilmente ha causato gli enormi deflussi, sia nei venti stellari che alla fine della loro vita quando sono esplose come supernova".
Coil ha spiegato che la maggior parte del gas nell'universo appare inspiegabilmente nelle regioni che circondano le galassie, non nelle galassie. Tipicamente, quando gli astronomi osservano una galassia, non stanno assistendo a eventi drammatici:grandi fusioni, il riordinamento delle stelle, la creazione di più stelle o la guida enorme, venti veloci.
"Anche se questi eventi possono verificarsi ad un certo punto nella vita di una galassia, sarebbero relativamente brevi, " osservò Coil. "Ecco, in realtà stiamo prendendo tutto bene mentre sta accadendo attraverso questi enormi deflussi di gas e polvere".
Il gigantesco vento galattico che circonda il massiccio, galassia compatta Makani. I colori e le linee di contorno bianche mostrano la quantità di luce emessa dal gas ionizzato da diverse parti della nebulosa di ossigeno, dal più brillante (bianco) al più tenue (viola). La parte centrale dell'immagine (nera) mostra l'intera estensione della galassia, sebbene la maggior parte della galassia sia concentrata al centro (il minuscolo cerchio verde). Gli assi mostrano la distanza dal centro della galassia in kiloparsec. Credito:Gene Leung (UC San Diego)
Bobina e Rupke, il primo autore dell'articolo, ha utilizzato i dati raccolti dal nuovo strumento Keck Cosmic Web Imager (KCWI) del W. M. Keck Observatory, combinato con le immagini del telescopio spaziale Hubble e dell'Atacama Large Millimeter Array (ALMA), per trarre le loro conclusioni. I dati KCWI hanno fornito quello che i ricercatori chiamano il "rilevamento sbalorditivo" del gas ossigeno ionizzato su scale estremamente grandi, ben oltre le stelle della galassia. Ha permesso loro di distinguere un rapido deflusso gassoso lanciato dalla galassia alcuni milioni di anni fa, da un deflusso di gas lanciato centinaia di milioni di anni prima che da allora ha subito un significativo rallentamento.
"Il precedente deflusso è fluito a grandi distanze dalla galassia, mentre il digiuno, il recente deflusso non ha avuto il tempo di farlo, " ha riassunto Rupke, professore associato di fisica al Rhodes College.
Dall'Hubble, i ricercatori hanno ottenuto immagini delle stelle di Makani, mostrando che è un enorme, galassia compatta che è il risultato della fusione di due galassie un tempo separate. Da ALMA, potevano vedere che il deflusso contiene molecole oltre che atomi. I set di dati hanno indicato che con una popolazione mista di anziani, stelle di mezza età e giovani, la galassia potrebbe anche contenere un buco nero supermassiccio in accrescimento oscurato dalla polvere. Ciò suggerisce agli scienziati che le proprietà e le scale temporali di Makani sono coerenti con i modelli teorici dei venti galattici.
"In termini sia di dimensioni che di velocità di viaggio, i due deflussi sono coerenti con la loro creazione da questi eventi passati di starburst; sono anche coerenti con i modelli teorici di quanto dovrebbero essere grandi e veloci i venti se creati da starburst. Quindi le osservazioni e la teoria sono d'accordo qui, " ha osservato Bobina.
Rupke ha notato che la forma a clessidra della nebulosa di Makani ricorda fortemente i venti galattici simili in altre galassie, ma quel vento di Makani è molto più grande che in altre galassie osservate.
"Ciò significa che possiamo confermare che sta effettivamente spostando gas dalla galassia nelle regioni circumgalattiche intorno ad essa, oltre a raccogliere più gas dall'ambiente circostante mentre si allontana, " ha spiegato Rupke. "E ne sta spostando molto, almeno dall'1 al 10 percento della massa visibile dell'intera galassia, a velocità molto elevate, migliaia di chilometri al secondo".
Rupke ha anche notato che mentre gli astronomi stanno convergendo sull'idea che i venti galattici siano importanti per alimentare il CGM, la maggior parte delle prove proviene da modelli teorici o osservazioni che non abbracciano l'intera galassia.
"Qui abbiamo l'intera immagine spaziale per una galassia, che è una notevole illustrazione di ciò che la gente si aspettava, " ha detto. "L'esistenza di Makani fornisce una delle prime finestre dirette su come una galassia contribuisce alla formazione in corso e all'arricchimento chimico del suo CGM".
