Lo studio più dettagliato della periferia di massicce galassie ellittiche a metà dell'età dell'Universo è stato condotto da un team internazionale guidato da Fernando Buitrago, dell'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço e della Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL). Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society e contribuisce alla comprensione di come le più grandi galassie dell'Universo si siano evolute nel tempo.

Le galassie sono cresciute notevolmente di dimensioni dall'Universo primordiale, e galassie ellittiche, in particolare, sono le galassie più grandi sia per dimensioni che per massa. Qual è il principale fattore alla base della crescita tardiva delle loro parti esterne è stata la domanda che ha motivato questo studio.

Con le galassie a disco, come la nostra Via Lattea, è abbastanza facile identificare le loro parti distinte:il rigonfiamento centrale, il disco con i suoi bracci a spirale, e un alone di stelle che avvolge il tutto. Gli astronomi possono dire, ad esempio, che l'alone stellare è formato principalmente da stelle di galassie satellite che si sono fuse in esse.

Per le galassie ellittiche, però, questo è molto più difficile perché queste galassie sembrano molto simili a un liscio, nube di stelle senza caratteristiche. Fernando Buitrago (IA e FCUL) afferma:"Con le galassie ellittiche, ci sono prove dirette della fusione di galassie satellite in corso, ma è difficile accertare che i processi che stanno avvenendo per far crescere queste galassie nei loro involucri esterni sono gli stessi che vediamo accadere nelle galassie a disco come la nostra".

Quindi, Buitrago e il suo team hanno deciso di indagare sulla natura della periferia di un campione di enormi galassie ellittiche quando l'Universo aveva la metà della sua età attuale, circa 6, 2 miliardi di anni fa. Concentrando la loro ricerca su caratteristiche deboli a grandi distanze dal centro galattico, potevano lavorare solo con l'immagine più profonda dell'Universo, il campo ultra profondo di Hubble (HUDF). Usando le sei galassie che corrispondevano ai loro criteri e sono registrate in questa immagine, i ricercatori sono stati in grado di dimostrare per la prima volta l'esistenza di involucri stellari estesi in singole galassie ellittiche massicce in quel periodo.

La qualità delle informazioni raccolte nell'HUDF, ha permesso al team di caratterizzare i singoli aloni galattici e di collocarli nel contesto della storia evolutiva di questo tipo di galassie. Inoltre, Buitrago e il suo team sono stati in grado di concludere che, per il loro campione di massicce galassie ellittiche a metà dell'età dell'Universo, le parti esterne erano, come galassie a disco, formato principalmente a causa della fusione di altre galassie. Hanno anche tentato di identificare in quegli aloni tracce di recenti episodi di fusione galattica.

I risultati sono emersi dal confronto del campione con simulazioni matematiche basate sull'attuale modello di formazione ed evoluzione delle galassie. La squadra ha visto che proprio in questo caso, la simulazione ei dati reali combaciavano molto bene e si potevano dedurre parallelismi.

"Nelle galassie ellittiche, non possiamo dire "questo è il rigonfiamento galattico e questo è l'alone", "dice Buitrago, "Tutte le stelle formano un enorme sferoide, come un immenso pallone da rugby. Ma quando usiamo una simulazione al computer, possiamo tracciare l'origine di ogni parte della galassia simulata e confrontarla con le nostre galassie reali. Attraverso questo metodo, abbiamo identificato il processo dietro il drammatico aumento di queste parti esterne delle galassie, e sono stati in grado di spiegare come si evolvono le loro dimensioni."