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    Oltre l'orlo, L'alone di Sombrero Galaxy suggerisce un passato turbolento

    Sulla sinistra c'è un'immagine della galassia Sombrero (M104) che include una parte dell'alone molto più debole molto al di fuori del suo disco luminoso e rigonfiamento. Hubble ha fotografato due regioni nell'alone (una delle quali è indicata dal riquadro bianco). Le immagini a destra ingrandiscono per mostrare il livello di dettaglio catturato da Hubble. La scatola arancione, un piccolo sottoinsieme del punto di vista di Hubble, contiene una miriade di stelle di alone. La popolazione stellare aumenta di densità più vicino al disco della galassia (riquadro blu in basso). Ogni fotogramma contiene un brillante ammasso globulare di stelle, di cui ce ne sono molti nell'alone della galassia. L'alone del Sombrero conteneva più stelle ricche di metallo del previsto, ma ancora più strana era la quasi assenza del vecchio, stelle povere di metalli che si trovano tipicamente negli aloni di galassie massicce. Molti degli ammassi globulari, però, contengono stelle povere di metallo. Una possibile spiegazione per le caratteristiche sconcertanti del Sombrero è che è il prodotto della fusione di massicce galassie miliardi di anni fa, anche se l'aspetto liscio del disco e dell'alone della galassia non mostrano segni di un'interruzione così grande. Credito:NASA/Digitized Sky Survey/P. Goudfrooij (STScI)/The Hubble Heritage Team (STScI/AURA)

    Nuovi sorprendenti dati dal telescopio spaziale Hubble della NASA suggeriscono il liscio, Il "bordo" stabilizzato del disco della galassia Sombrero potrebbe nascondere un passato turbolento. La nitidezza e la sensibilità di Hubble risolvono decine di migliaia di singole stelle nel vasto, alone esteso, la regione oltre la porzione centrale di una galassia, tipicamente fatto di stelle più vecchie. Queste ultime osservazioni del Sombrero stanno capovolgendo la teoria convenzionale, mostrando solo una piccola frazione di più vecchio, stelle povere di metallo nell'aureola, più un'inaspettata abbondanza di stelle ricche di metalli che si trovano tipicamente solo nel disco di una galassia, e il rigonfiamento centrale. Le principali fusioni di galassie passate sono una possibile spiegazione, sebbene il maestoso Sombrero non mostri nessuna delle prove disordinate di una recente fusione di galassie massicce.

    "Il Sombrero è sempre stato un po' una strana galassia, che è ciò che lo rende così interessante, " ha affermato Paul Goudfrooij dello Space Telescope Science Institute (STScI), Baltimora, Maryland. "Le misurazioni della metallicità di Hubble (cioè, l'abbondanza di elementi pesanti nelle stelle) sono un'altra indicazione che il Sombrero ha molto da insegnarci sull'assemblaggio e l'evoluzione delle galassie."

    "Le osservazioni di Hubble sull'alone del Sombrero stanno capovolgendo la nostra comprensione generalmente accettata della composizione e della metallicità delle galassie, " ha aggiunto il co-investigatore Roger Cohen di STScI.

    A lungo uno dei preferiti dagli astronomi e dagli osservatori del cielo dilettanti per la sua brillante bellezza e la sua curiosa struttura, la galassia Sombrero (M104) ha ora un nuovo capitolo nella sua strana storia:un esteso alone di stelle ricche di metalli con appena un segno delle attese stelle povere di metalli che sono state osservate negli aloni di altre galassie. Ricercatori, sconcertante sui dati di Hubble, si è rivolto a sofisticati modelli informatici per suggerire spiegazioni per la sconcertante inversione della teoria galattica convenzionale. Questi risultati suggeriscono la possibilità altrettanto sorprendente di importanti fusioni nel passato della galassia, anche se la maestosa struttura del Sombrero non porta alcuna prova di recenti distruzioni. I risultati insoliti e le possibili spiegazioni sono pubblicati nel Giornale Astrofisico .

    "L'assenza di stelle povere di metallo è stata una grande sorpresa, " disse Goudfrooij, "e l'abbondanza di stelle ricche di metalli non faceva che aumentare il mistero".

    Nell'alone di una galassia gli astronomi si aspettano di trovare generazioni precedenti di stelle con elementi meno pesanti, chiamati metalli, rispetto alle affollate città stellari nel disco principale di una galassia. Gli elementi vengono creati attraverso il processo stellare del "ciclo di vita", e più a lungo una galassia ha avuto stelle che attraversano questo ciclo, più il gas è ricco di elementi e più metalliche sono le stelle che si formano da quel gas. Questi più giovani, Le stelle ad alta metallicità si trovano tipicamente nel disco principale della galassia, dove la popolazione stellare è più densa, o almeno così si dice.

    A complicare i fatti è la presenza di tanti vecchi, ammassi globulari di stelle poveri di metalli. Questi vecchi, ci si aspetta che le stelle povere di metalli alla fine si spostino dai loro ammassi e diventino parte dell'alone stellare generale, ma quel processo sembra essere stato inefficiente nella galassia Sombrero. Il team ha confrontato i propri risultati con le recenti simulazioni al computer per vedere quale potrebbe essere l'origine di tali misurazioni inaspettate della metallicità nell'alone della galassia.

    I risultati hanno anche deluso le aspettative, indicando che l'imperturbabile Sombrero aveva subito un importante accrescimento, o fusione, eventi miliardi di anni fa. A differenza della nostra galassia della Via Lattea, che si pensa abbia inghiottito molte piccole galassie satellite nei cosiddetti accrescimenti "minori" nel corso di miliardi di anni, un importante accrescimento è la fusione di due o più galassie massicce simili che sono ricche di generazioni successive, stelle a maggiore metallicità.

    Le galassie satellite contenevano solo stelle a bassa metallicità che erano in gran parte idrogeno ed elio del big bang. Gli elementi più pesanti dovevano essere cotti negli interni stellari attraverso la nucleosintesi e incorporati nelle stelle di generazione successiva. Questo processo era piuttosto inefficace nelle galassie nane come quelle intorno alla nostra Via Lattea, e più efficace in grandi, galassie più evolute.

    I risultati per il Sombrero sono sorprendenti perché il suo disco liscio non mostra segni di interruzione. A confronto, numerose galassie interagenti, come le iconiche galassie Antenne, prendono il loro nome dall'aspetto distorto dei loro bracci a spirale a causa delle forze di marea della loro interazione. Le fusioni di galassie di massa simile tipicamente si fondono in grandi, galassie ellittiche lisce con aloni estesi, un processo che richiede miliardi di anni. Ma il Sombrero non si è mai adattato alla definizione tradizionale di galassia a spirale o ellittica. È da qualche parte nel mezzo:un ibrido.

    Per questo particolare progetto, il team ha scelto il Sombrero principalmente per la sua morfologia unica. Volevano scoprire come queste galassie "ibride" potrebbero essersi formate e assemblate nel tempo. Gli studi di follow-up per le distribuzioni della metallicità dell'alone saranno condotti con diverse galassie a distanze simili a quella del Sombrero.

    Il team di ricerca attende con impazienza che futuri osservatori continuino l'indagine sulle proprietà inaspettate del Sombrero. Il Wide Field Infrared Survey Telescope (WFIRST), con un campo visivo 100 volte quello di Hubble, sarà in grado di catturare un'immagine continua dell'alone della galassia mentre raccoglie più stelle alla luce infrarossa. Il James Webb Space Telescope sarà prezioso anche per la sua risoluzione simile a quella di Hubble e la sensibilità agli infrarossi più profonda.


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