L'impalcatura che sostiene la struttura su larga scala dell'universo costituisce le galassie, materia oscura e gas (da cui si formano le stelle), organizzati in reti complesse note come rete cosmica. Questa rete comprende regioni dense note come ammassi di galassie e gruppi che sono intrecciati insieme attraverso strutture filiformi note come filamenti. Questi filamenti formano la spina dorsale della rete cosmica e ospitano una grande frazione della massa nell'universo, così come siti di attività di formazione stellare.

Sebbene vi siano ampie prove che gli ambienti modellano e dirigono l'evoluzione delle galassie, non è chiaro come si comportano le galassie nel più grande, rete cosmica globale e in particolare nell'ambiente più esteso dei filamenti.

In una collaborazione congiunta tra il California Institute of Technology e l'Università della California, lungo il fiume, gli astronomi hanno eseguito uno studio approfondito delle proprietà delle galassie all'interno dei filamenti formati in tempi diversi durante l'età dell'universo.

In un articolo appena pubblicato, gli astronomi hanno utilizzato un campione di 40, 000 galassie nel campo COSMOS, una porzione di cielo ampia e contigua con dati sufficientemente profondi da poter osservare galassie molto lontane, e con misurazioni accurate della distanza delle singole galassie. L'ampia area coperta da COSMOS ha consentito di campionare volumi di diversa densità all'interno della rete cosmica.

Utilizzando tecniche sviluppate per identificare le strutture su larga scala, catalogarono la rete cosmica nelle sue componenti:ammassi, filamenti, e regioni sparse prive di qualsiasi oggetto, estendendosi nell'universo com'era 8 miliardi di anni fa. Le galassie sono state quindi suddivise in quelle centrali per il loro ambiente locale (il centro di gravità) e quelle che vagano nei loro ambienti ospiti (satelliti).

"Ciò che rende unico questo studio è l'osservazione di migliaia di galassie in diversi filamenti che coprono una frazione significativa dell'età dell'Universo", ha affermato Behnam Darvish, uno studioso postdottorato al Caltech, autore principale dell'articolo. "Quando consideriamo l'universo lontano, guardiamo indietro nel tempo a quando la rete cosmica e i filamenti erano più giovani e non si erano ancora completamente evoluti e quindi, potrebbe studiare l'evoluzione congiunta delle strutture su larga scala e delle galassie ad esse associate".

I ricercatori hanno misurato l'attività di formazione stellare in galassie situate in ambienti diversi.

"È stato rassicurante quando abbiamo scoperto che l'attività media di formazione stellare è diminuita dalle regioni scarsamente popolate della rete cosmica a filamenti scarsamente popolati e ammassi densi, " disse Bahram Mobasher, professore di fisica e astronomia all'Università della California, Lungofiume. "Però, la scoperta sorprendente è stata che il declino è stato particolarmente ripido per le galassie satellite".

Ha sottolineato:"L'inevitabile conclusione da ciò è stata che la maggior parte delle galassie satellitari smette di formare stelle relativamente velocemente durante gli ultimi 5 miliardi di anni mentre cadono in ambienti densi di ammassi attraverso i filamenti, mentre questo processo è molto più lento per le galassie centrali".

La rapida cessazione della formazione stellare sperimentata dalle galassie satellite può essere spiegata con "la rimozione della pressione dell'ariete, " che è la perdita di gas che forma le stelle all'interno di una galassia mentre si muove all'interno di un ambiente più denso, come un cluster.

"Rispetto alle galassie centrali, è l'attrazione gravitazionale più piccola delle galassie satellite prodotta dalla loro massa più piccola, che si traduce in una perdita di gas più efficiente e quindi, un rallentamento dell'attività di formazione stellare rispetto alle galassie centrali più massicce" ha affermato Chris Martin, professore di astronomia al Caltech.

Questa indagine è servita come studio pilota per future indagini di grande volume e relativamente profonde, che scruterà nelle galassie più deboli e più giovani nell'Universo, come LSST, Euclide, e WFIRST.

La ricerca è stata pubblicata su Giornale Astrofisico .