La galassia nana UGC 5288 (vista qui in rosa) si trova a 16 milioni di anni luce dalla Terra. È circondato da un enorme disco di gas idrogeno (viola) che non è stato coinvolto nei processi di formazione stellare della galassia e potrebbe essere materiale primordiale rimasto dalla formazione della galassia. Credito:B. Saxton da dati forniti da Van Zee, NOAO, NRAO/AUI/NSF
Per decenni, i telescopi spaziali e terrestri ci hanno fornito immagini spettacolari di galassie. Questi elementi costitutivi dell'universo di solito contengono da diversi milioni a oltre un trilione di stelle e possono variare in dimensioni da poche migliaia a diverse centinaia di migliaia di anni luce. Ciò che di solito vediamo nell'immagine di una galassia sono le stelle, gas e polveri che costituiscono questi sistemi tentacolari.
Ma c'è un componente nascosto delle galassie che non emette abbastanza luce visibile per essere visto. Questo componente, un gas che contiene indizi su come le galassie crescono di dimensioni nel tempo, è oggetto di un recente studio di un team di ricercatori tra cui Christopher Dupuis, Professore assistente Sanchayeeta Borthakur, Mansi Padave e Rolf Jansen della School of Earth and Space Exploration con Rachael Alexandroff dell'Università di Toronto e Timothy Heckman della Johns Hopkins University. I risultati del loro studio sono stati recentemente pubblicati in Il Giornale Astrofisico .
Il gas studiato dal team si trova nel disco esteso delle galassie, una zona chiamata "mezzo circumgalattico, " un grande alone attorno a ogni galassia che è sotto la sua influenza gravitazionale. Le galassie simili alla Via Lattea hanno dischi stellari grandi come 200, 000 anni luce di diametro con dischi estesi che possono essere oltre il doppio di quelle dimensioni.
"I dischi estesi giocano un ruolo importante nel modo in cui crescono le galassie, "ha spiegato l'autore principale e studente laureato Dupuis. "Mentre il gas viaggia dal mezzo circumgalattico nel disco esteso, alla fine si trasformerà in nuove stelle."
Poiché questo gas non emette abbastanza luce visibile per poterlo vedere, rilevarlo al di fuori delle galassie è difficile. Gli scienziati hanno tradizionalmente usato un oggetto luminoso, chiamato quasar, situato dietro la galassia oggetto di studio. Misurano la luce del quasar e quindi determinano quanto di esso è "perso" (assorbito) a causa del gas che si trova intorno alla galassia.
In questo studio, però, il team ha impiegato una tecnica relativamente nuova. Utilizzando i dati del telescopio spaziale Hubble e dell'Osservatorio MMT, hanno analizzato la luce di una galassia di fondo (piuttosto che un quasar) per ottenere le misurazioni. Ciò ha permesso loro di fare una stima delle dimensioni per la nuvola di gas.
"Questi due set di dati ci hanno permesso di confrontare come si muove il gas nel disco esteso rispetto alle stelle e ci hanno permesso di confermare che il gas si trovava nel disco esteso della galassia, " disse Dupuis.
Questa figura mostra uno spettro bidimensionale della galassia ospite della nuvola di gas che il team ha ottenuto con l'Osservatorio MMT. Questa porzione dello spettro è ciò che hanno usato per misurare la rotazione delle stelle nella galassia. Sapere come si muovono le stelle ha permesso al team di confermare che il gas misurato utilizzando i dati di Hubble faceva parte del disco esteso della galassia. Credito:Dupuis et al./MMT
"Mentre credevamo che la maggior parte delle galassie in passato avrebbe dovuto avere grandi dischi di gas che alla fine hanno formato stelle come il sole, c'era poca conferma osservativa, " ha aggiunto il co-autore Borthakur. "Questo risultato consolida la nostra comprensione di ciò che ha alimentato le stelle che troviamo oggi, compreso il nostro sole."
Il team di ricerca spera che i progetti futuri saranno in grado di utilizzare questa nuova tecnica per studiare un gran numero di galassie una volta che la costruzione della prossima generazione, telescopi terrestri è completa entro la fine di questo decennio. Telescopi come il Giant Magellan Telescope (GMT), di cui ASU è partner, sarà in grado di raccogliere dati su decine di sistemi diversi simili al nostro, e successivi studi di dischi estesi e delle loro proprietà aiuteranno nella nostra comprensione della crescita delle galassie.
"L'uso delle galassie come sorgenti di fondo rivoluzionerà la nostra comprensione dei grandi giacimenti di gas attorno alle galassie fondamentali per la formazione stellare, " disse Borthakur. "Con un telescopio potente come il GMT, saremo in grado di ottenere molte più linee di vista per mappare queste strutture nascoste utilizzando abbondanti, deboli galassie di fondo piuttosto che solo i rari quasar luminosi come fonti di luce."
