Un nuovo studio condotto da scienziati che utilizzano l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) suggerisce che i gas precedentemente spostati possono ricrescere sulle galassie, potenzialmente rallentando il processo di morte della galassia causato dallo stripping della pressione del pistone, e creando strutture uniche più resistenti ai suoi effetti.

"Gran parte del lavoro precedente sulle galassie spogliate dalla pressione del pistone si concentra sul materiale che viene estratto dalle galassie. In questo nuovo lavoro vediamo del gas che invece di essere espulso dalla galassia per non tornare mai più si muove invece come un boomerang, essere espulso ma poi girare in tondo e ricadere alla sua fonte, " disse William Cramer, un astronomo dell'Arizona State University e l'autore principale del nuovo studio. "Combinando dati Hubble e ALMA ad altissima risoluzione, siamo in grado di dimostrare che questo processo sta avvenendo".

Lo stripping a pressione del pistone si riferisce al processo che sposta il gas dalle galassie, lasciandoli senza il materiale necessario per formare nuove stelle. Mentre le galassie si muovono attraverso i loro ammassi di galassie, gas caldo noto come mezzo intra-cluster o, lo spazio in mezzo agisce come un vento impetuoso, spingendo i gas fuori dalle galassie in viaggio. Col tempo, questo porta alla fame e alla "morte" delle galassie formatrici di stelle un tempo attive. Poiché lo stripping della pressione del pistone può accelerare il normale ciclo di vita delle galassie e alterare la quantità di gas molecolare al loro interno, è di particolare interesse per gli scienziati che studiano la vita, maturazione, e morte delle galassie.

"Abbiamo visto nelle simulazioni che non tutto il gas che viene spinto dallo stripping a pressione del pistone fuoriesce dalla galassia perché deve raggiungere la velocità di fuga per poter effettivamente fuggire e non ricadere. Il riaccrescimento che stiamo vedendo, crediamo provenga da nubi di gas che sono state spinte fuori dalla galassia dallo stripping della pressione del pistone, e non ha raggiunto la velocità di fuga, quindi stanno cadendo indietro, "ha detto Jeff Kenney, un astronomo alla Yale University, e il coautore dello studio. "Se stai cercando di prevedere quanto velocemente una galassia smetterà di formare stelle nel tempo e si trasformerà in un rosso, o galassia morta, allora vuoi capire quanto sia efficace la pressione del pistone per estrarre il gas. Se non sai che il gas può ricadere sulla galassia e continuare a riciclarsi e formare nuove stelle, stai per prevedere l'estinzione delle stelle. Avere la prova di questo processo significa tempistiche più accurate per il ciclo di vita delle galassie".

Il nuovo studio si concentra su NGC 4921, una galassia a spirale barrata e la più grande galassia a spirale nell'ammasso della chioma, situata a circa 320 milioni di anni luce dalla Terra nella costellazione della Coma di Berenice. NGC 4921 è di particolare interesse per gli scienziati che studiano gli effetti dello stripping della pressione del pistone perché le prove sia del processo che delle sue conseguenze sono abbondanti.

"La pressione del pistone innesca la formazione stellare dal lato in cui sta avendo il maggiore impatto sulla galassia, " ha detto Cramer. "È facile da identificare in NGC 4921 perché ci sono molte giovani stelle blu sul lato della galassia dove si sta verificando".

Kenney ha aggiunto che la rimozione della pressione del pistone in NGC 4921 ha creato un forte, linea visibile tra il punto in cui esiste ancora la polvere nella galassia e il punto in cui non esiste. "C'è una forte linea di polvere presente, e oltre a ciò, non c'è quasi gas nella galassia. Pensiamo che quella parte della galassia sia stata quasi completamente ripulita dalla pressione del pistone".

Utilizzando il ricevitore Band 6 di ALMA, gli scienziati sono stati in grado di risolvere il monossido di carbonio, la chiave per "vedere" entrambe quelle aree della galassia prive di gas, così come quelle aree in cui si sta riaccrescendo. "Sappiamo che la maggior parte del gas molecolare nelle galassie è sotto forma di idrogeno, ma l'idrogeno molecolare è molto difficile da osservare direttamente, " ha detto Cramer. "Il monossido di carbonio è comunemente usato come proxy per lo studio del gas molecolare nelle galassie perché è molto più facile da osservare".

La capacità di vedere più della galassia, anche al suo più debole, ha svelato interessanti strutture probabilmente create nel processo di spostamento del gas, e ulteriormente immune ai suoi effetti. "La pressione del pistone sembra formare strutture o filamenti unici nelle galassie che sono indizi su come una galassia si evolve sotto un vento di pressione del pistone. Nel caso di NGC 4921, hanno una sorprendente somiglianza con la famosa nebulosa, i pilastri della creazione, anche se su scala molto più massiccia, " ha detto Cramer. "Pensiamo che siano supportati da campi magnetici che impediscono loro di essere strappati via con il resto del gas".

Le osservazioni hanno rivelato che le strutture sono più di semplici fili di gas e polvere; i filamenti hanno massa e molta. "Questi filamenti sono più pesanti e più appiccicosi - trattengono il loro materiale più saldamente di quanto possa fare il resto del mezzo interstellare della galassia - e sembrano essere collegati a quella grande cresta di polvere sia nello spazio che in velocità, " ha detto Kenney. "Sono più simili alla melassa che al fumo. Se soffi su qualcosa che è fumo, il fumo è leggero, e si disperde e va in tutte le direzioni. Ma questo è molto più pesante di quello".

Nonostante una svolta significativa, i risultati dello studio sono solo un punto di partenza per Cramer e Kenney, che ha esaminato una piccola parte di una sola galassia. "Se vogliamo prevedere il tasso di mortalità delle galassie, e la natalità di nuove stelle, bisogna capire se e quanto del materiale che forma le stelle, originariamente perso a causa della pressione del pistone, viene effettivamente riciclato indietro, " ha detto Cramer. "Queste osservazioni riguardano solo un quadrante di NGC 4921. Probabilmente c'è ancora più gas che ricade in altri quadranti. Mentre abbiamo confermato che un po' di gas spogliato può "piovere" di nuovo, abbiamo bisogno di più osservazioni per quantificare quanto gas ricade e quante nuove stelle si formano di conseguenza".

"Uno studio affascinante, dimostrando la potenza di ALMA e il vantaggio di combinare le sue osservazioni con quelle di un telescopio ad altre lunghezze d'onda, "aggiunse Giuseppe Pesce, Funzionario del programma NRAO/ALMA presso la NSF. "Lo stripping della pressione del pistone è un fenomeno importante per le galassie negli ammassi, e comprendere meglio il processo ci consente di comprendere meglio l'evoluzione della galassia e la natura.

I risultati dello studio saranno pubblicati in una prossima edizione di The Giornale Astrofisico .