Utilizzando il Very Large Telescope (VLT) e l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), ricercatori dell'Università di Vienna, Austria, e altrove hanno studiato la galassia a grappolo più brillante (BCG) in un enorme ammasso di galassie noto come MACS 1931,8-2635. Risultati dello studio, pubblicato il 28 gennaio su arXiv.org, fornire importanti informazioni sulla natura di questo BCG.

Gli ammassi di galassie sono costituiti da migliaia di galassie legate insieme dalla gravità. Sono le più grandi strutture legate gravitazionalmente, e potrebbe quindi essere cruciale per migliorare le conoscenze sulla formazione di strutture su larga scala e sull'evoluzione dell'universo.

I BCG sono generalmente le galassie più luminose negli ammassi di galassie. Le osservazioni mostrano che sono per lo più massicce galassie ellittiche che giacciono vicino al centro geometrico e cinematico del loro ammasso di galassie ospite.

Ad un redshift di circa 0,35, MACS 1931,8-2635 (in breve M1931) è un enorme, Luminoso ai raggi X, ammasso di galassie a nucleo freddo. Il suo BCG ha una massa stellare di circa 590 miliardi di masse solari e si stima che il suo tasso di formazione stellare (SFR) sia relativamente alto:alcuni studi indicano un livello di circa 250 masse solari all'anno.

Precedenti studi hanno scoperto che M1931 BCG ospita uno dei nuclei freddi più luminosi ai raggi X mai scoperti, con un tasso di raffreddamento di massa equivalente di circa 165 masse solari all'anno. Ha anche uno dei più grandi giacimenti conosciuti di gas freddo in un nucleo a grappolo, con una massa di circa 19 miliardi di masse solari, così come grandi quantità di polvere, con più grumi di polvere con temperature inferiori a 10 K.

Tutto sommato, M1931 BCG è un esempio di ammasso con un nucleo che si raffredda rapidamente e un potente feedback del nucleo galattico attivo (AGN) e sta probabilmente passando tra due modalità dominanti di rifornimento per la formazione e il feedback delle stelle. Al fine di ottenere maggiori informazioni sulla natura e l'evoluzione di questo BCG, un team di astronomi guidato da Bianca-Iulia Ciocan dell'Università di Vienna ha condotto osservazioni multilunghezza d'onda di questa galassia utilizzando il Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) del VLT e ALMA.

"Basato sulla spettroscopia ottica a campo integrale VLT-MUSE, abbiamo studiato il BCG del massiccio cluster CLASH cool-core MACS 1931,8-2635 con un redshift di z=0.35, riguardo alla sua attività di formazione stellare risolta nello spazio, sorgenti di ionizzazione, abbondanze chimiche, cinematica dei gas e delle stelle. I dati ottici MUSE IFS sono integrati da osservazioni ALMA sub-mm, permettendoci di collegare le proprietà del gas ionizzato caldo a quelle del componente gas molecolare freddo, " scrivono i ricercatori sul giornale.

Lo studio ha identificato fonti ionizzanti in diverse regioni di M1931 BCG, scoprendo che i componenti del gas ionizzato e molecolare sono co-spaziali e co-movibili. Il gas diffuso confinato nella coda della galassia probabilmente sta cadendo verso l'interno, fornendo ulteriore carburante per la formazione stellare e il feedback AGN, che è in accordo con i modelli di accrescimento caotico freddo. La principale fonte di ionizzazione nella galassia sembra essere un mix tra la formazione stellare e altri processi energetici.

Il tasso di formazione stellare per M1931 BCG è stato calcolato in circa 97 masse solari all'anno, con i valori più alti nel nucleo della galassia. Si stima che circa l'80% della massa stellare dell'ammasso si sia formato più di 6 miliardi di anni fa. La metallicità del mezzo intracluster (ICM) di M1931 è risultata coerente con la metallicità della fase gassosa misurata nel mezzo interstellare (ISM) del BCG. Questa scoperta suggerisce che il gas caldo osservato nell'ISM della galassia si è condensato dall'ICM.

"La galassia è un sistema dominato dalla dispersione, tipico per massiccio, galassie ellittiche. Il gas e la cinematica stellare sono disaccoppiati, con i campi di velocità gassosi essendo più strettamente correlati ai movimenti di massa del mezzo intracluster, " concludono gli autori del paper.

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