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    Come funzionano le galassie a disco

    Un'immagine Hubble della galassia a disco a spirale NGC3972. Gli astronomi hanno sviluppato un nuovo modello per spiegare perché il tasso di formazione stellare in quasi tutte le galassie a disco, compresa la Via Lattea, è così piccolo, e perché è correlato allo stesso modo con la massa di gas e i movimenti di una galassia. Credito:NASA/Hubble

    Galassie a disco come la nostra Via Lattea, caratterizzati da un disco appiattito di stelle e gas (spesso anche con un rigonfiamento centrale di materiale) hanno un'ampia gamma di masse, estensioni spaziali, e contenuti stellari. Tuttavia tutte le galassie a disco, sia localmente che nel lontano Universo, condividono alcune proprietà sorprendentemente simili. La cosa più notevole è che il tasso di formazione stellare è strettamente correlato al contenuto di gas della galassia, i moti del gas (la "dispersione di velocità"), e la vita dinamica (approssimativamente, il tempo impiegato dalla galassia per ruotare una volta). Inoltre, questo tasso curiosamente universale è straordinariamente piccolo:solo l'1% circa del gas nelle galassie a disco si trasforma in stelle in quel lasso di tempo, con gran parte dell'attività concentrata nelle regioni centrali delle galassie. I modelli più semplici di formazione stellare prevedono che la gravità dovrebbe essere molto più efficace nella formazione delle stelle poiché comprime il gas nelle nubi molecolari. Le osservazioni indicano che sia le correlazioni che l'inefficienza si estendono fino alla scala delle singole nubi molecolari.

    Gli astronomi CfA Blakesley Burkhart e John Forbes e due colleghi hanno sviluppato un nuovo modello unificato per i dischi di galassie che spiega questi fenomeni, e altri ancora. Gli scienziati mostrano che la correlazione della velocità di formazione stellare con il movimento del gas non è causata da questi movimenti, ma piuttosto è il risultato del trasporto di materiale all'interno della galassia, che colpisce entrambi. Il modello mantiene uno stato di equilibrio del gas e stabilità gravitazionale marginale includendo in una galassia il trasporto radiale del gas verso il suo nucleo e anche il feedback turbolento dalla formazione stellare. Queste due considerazioni sono relativamente semplici in linea di principio, ma producono un notevole miglioramento nell'accordo tra osservazioni e teoria, ad esempio spiegando come avviene l'eventuale estinzione della formazione stellare. Il nuovo lavoro fornisce anche una spiegazione naturale per le epoche cosmiche in cui le galassie formano rigonfiamenti e dischi.


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