Il concetto di questo artista mostra ciò che i giovani, morto, galassia disco MACS2129-1, Giusto, sembrerebbe paragonato alla galassia della Via Lattea, sinistra. Sebbene tre volte più massiccio della Via Lattea, è solo la metà delle dimensioni. MACS2129-1 gira anche a una velocità doppia rispetto alla Via Lattea. Nota che le regioni della Via Lattea sono blu a causa di esplosioni di formazione stellare, mentre i giovani, la galassia morta è gialla, a significare una popolazione di stelle più anziana e nessuna nuova nascita di stelle. Credito:NASA, ESA, e Z. Levy (STScI)
Combinando la potenza di una "lente naturale" nello spazio con la capacità del telescopio spaziale Hubble della NASA, gli astronomi hanno fatto una scoperta sorprendente:il primo esempio di un compatto ma massiccio, filatura veloce, galassia a forma di disco che ha smesso di produrre stelle solo pochi miliardi di anni dopo il big bang.
Trovare una tale galassia all'inizio della storia dell'universo sfida l'attuale comprensione di come si formano ed evolvono le galassie massicce, dicono i ricercatori.
Quando Hubble ha fotografato la galassia, gli astronomi si aspettavano di vedere una caotica sfera di stelle formata attraverso la fusione di galassie. Anziché, hanno visto prove che le stelle sono nate in un disco a forma di frittella.
Questa è la prima prova osservativa diretta che almeno alcune delle prime galassie cosiddette "morte" - dove la formazione stellare si è fermata - si evolvono in qualche modo da un disco a forma di Via Lattea nelle gigantesche galassie ellittiche che vediamo oggi.
Questa è una sorpresa perché le galassie ellittiche contengono stelle più vecchie, mentre le galassie a spirale contengono tipicamente stelle blu più giovani. Almeno alcune di queste prime galassie a disco "morte" devono aver subito importanti trasformazioni. Non solo hanno cambiato la loro struttura, ma anche i moti delle loro stelle per dare la forma di una galassia ellittica.
"Questa nuova intuizione potrebbe costringerci a ripensare l'intero contesto cosmologico di come le galassie si esauriscono presto ed evolvono in galassie locali di forma ellittica, " ha affermato il leader dello studio Sune Toft del Dark Cosmology Center presso il Niels Bohr Institute, Università di Copenaghen, Danimarca. "Forse siamo stati ciechi sul fatto che le prime galassie "morte" potessero in effetti essere dischi, semplicemente perché non siamo stati in grado di risolverli".
Precedenti studi su galassie morte lontane hanno ipotizzato che la loro struttura sia simile alle galassie ellittiche locali in cui si evolveranno. Confermare questa ipotesi in linea di principio richiede telescopi spaziali più potenti di quelli attualmente disponibili. Però, attraverso il fenomeno noto come "lente gravitazionale, " un massiccio, L'ammasso di galassie in primo piano agisce come un "obiettivo zoom" naturale nello spazio ingrandendo e allungando le immagini di galassie sullo sfondo molto più distanti. Unendo questa lente naturale al potere risolutivo di Hubble, gli scienziati sono stati in grado di vedere nel centro della galassia morta.
Agendo come un "telescopio naturale" nello spazio, la gravità del massiccio ammasso di galassie in primo piano MACS J2129-0741 si ingrandisce, illumina, e distorce la lontana galassia di sfondo MACS2129-1, mostrato nella casella in alto. Il riquadro centrale è una vista ingrandita della galassia con lenti gravitazionali. Nella casella in basso c'è un'immagine ricostruita, basato su modelli che mostrano come sarebbe la galassia se l'ammasso di galassie non fosse presente. La galassia appare rossa perché è così lontana che la sua luce viene spostata nella parte rossa dello spettro. Credito:NASA, ESA, M. Postino (STScI), e il team CLASH
La galassia remota è tre volte più massiccia della Via Lattea, ma è grande solo la metà. Le misurazioni della velocità di rotazione effettuate con il Very Large Telescope (VLT) dell'Osservatorio europeo meridionale hanno mostrato che la galassia del disco ruota a più del doppio della velocità della Via Lattea.
Utilizzando i dati di archivio del sondaggio Cluster Lensing And Supernova con Hubble (CLASH), Toft e il suo team sono stati in grado di determinare la massa stellare, tasso di formazione stellare, e le età delle stelle.
Il motivo per cui questa galassia ha smesso di formare stelle è ancora sconosciuto. Potrebbe essere il risultato di un nucleo galattico attivo, dove l'energia sgorga da un buco nero supermassiccio. Questa energia inibisce la formazione stellare riscaldando il gas o espellendolo dalla galassia. Oppure potrebbe essere il risultato del flusso di gas freddo sulla galassia che viene rapidamente compresso e riscaldato, impedendogli di raffreddarsi in nubi che formano stelle nel centro della galassia.
Ma come fanno questi giovani, massiccio, i dischi compatti si evolvono nelle galassie ellittiche che vediamo nell'universo di oggi? "Probabilmente attraverso fusioni, " Disse Toft. "Se queste galassie crescono fondendosi con compagne minori, e questi compagni minori arrivano in gran numero e da ogni sorta di angolazioni diverse sulla galassia, questo finirebbe per randomizzare le orbite delle stelle nelle galassie. Potresti anche immaginare grandi fusioni. Questo distruggerebbe sicuramente anche il moto ordinato delle stelle".
I risultati sono pubblicati nel numero del 22 giugno della rivista Natura . Toft e il suo team sperano di utilizzare il prossimo telescopio spaziale James Webb della NASA per cercare un campione più ampio di tali galassie.
Il telescopio spaziale Hubble è un progetto di cooperazione internazionale tra la NASA e l'ESA (Agenzia spaziale europea). Il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland, gestisce il telescopio. Lo Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimora, Maryland, conduce le operazioni scientifiche di Hubble. STScI è gestito per la NASA dall'Associazione delle Università per la Ricerca in Astronomia, Inc., a Washington, D.C.
Il Very Large Telescope è un telescopio gestito dall'Osservatorio europeo meridionale sul Cerro Paranal nel deserto di Atacama nel nord del Cile.
