Un team guidato da Edith Falgarone (Ecole Normale Supérieure e Observatoire de Paris, Francia) ha utilizzato l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) per rilevare le firme dell'idruro di carbonio CH+ in lontane galassie starburst. Il gruppo ha identificato forti segnali di CH+ in cinque delle sei galassie studiate, compreso il Cosmic Eyelash. Questa ricerca fornisce nuove informazioni che aiutano gli astronomi a comprendere la crescita delle galassie e come l'ambiente circostante alimenta la formazione stellare.

"CH+ è una molecola speciale. Ha bisogno di molta energia per formarsi ed è molto reattiva, il che significa che la sua durata è molto breve e non può essere trasportata lontano. CH+ traccia quindi come l'energia fluisce nelle galassie e nei loro dintorni, " ha detto Martin Zwaan, un astronomo dell'ESO, che ha contribuito alla pubblicazione.

Come CH+ traccia l'energia può essere pensato per analogia con l'essere su una barca in un oceano tropicale al buio, notte senza luna. Quando le condizioni sono giuste, il plancton fluorescente può illuminarsi intorno alla barca durante la navigazione. La turbolenza causata dalla barca che scivola nell'acqua stimola il plancton ad emettere luce, che rivela l'esistenza delle regioni turbolente nell'acqua scura sottostante. Poiché CH+ si forma esclusivamente in piccole aree dove si dissipano i moti turbolenti del gas, la sua rilevazione in sostanza traccia l'energia su scala galattica.

Il CH+ osservato rivela onde d'urto dense, alimentato da caldo, venti galattici veloci originati all'interno delle regioni di formazione stellare delle galassie. Questi venti scorrono attraverso una galassia, e spingere fuori il materiale, ma i loro moti turbolenti sono tali che parte del materiale può essere nuovamente catturato dall'attrazione gravitazionale della galassia stessa. Questo materiale si raccoglie in enormi serbatoi turbolenti di fresco, gas a bassa densità, estendendosi per oltre 30 000 anni luce dalla regione di formazione stellare della galassia.

"Con CH+, apprendiamo che l'energia è immagazzinata all'interno di vasti venti delle dimensioni di una galassia e finisce come movimenti turbolenti in serbatoi inediti di gas freddo che circondano la galassia, " disse Falgarone, chi è l'autore principale del nuovo articolo. "I nostri risultati sfidano la teoria dell'evoluzione delle galassie. Guidando la turbolenza nei serbatoi, questi venti galattici estendono la fase dello starburst invece di spegnerla."

Il team ha determinato che i soli venti galattici non potrebbero ricostituire i giacimenti gassosi appena rivelati e suggerisce che la massa è fornita da fusioni galattiche o accrescimento da flussi nascosti di gas, come previsto dalla teoria corrente.

"Questa scoperta rappresenta un importante passo avanti nella nostra comprensione di come l'afflusso di materiale è regolato intorno alle galassie starburst più intense nell'Universo primordiale, " dice il Direttore per la Scienza dell'ESO, Rob Ivison, un coautore sulla carta. "Mostra cosa si può ottenere quando scienziati di una varietà di discipline si uniscono per sfruttare le capacità del telescopio più potente del mondo".

Questa ricerca è stata presentata in un articolo intitolato "Large turbolente serbatoi di gas molecolare freddo intorno alle galassie starburst ad alto redshift" di E. Falgarone et al., apparire in Natura il 30 agosto 2017.