La galassia più luminosa mai scoperta non ne sta cannibalizzando una, non due, ma almeno tre dei suoi vicini più piccoli, secondo un nuovo studio pubblicato oggi (15 novembre) sulla rivista Scienza e coautore di scienziati del Jet Propulsion Laboratory della NASA a Pasadena, California. Il materiale che la galassia sta rubando ai suoi vicini sta probabilmente contribuendo alla sua super brillantezza, lo studio mostra.

Scoperto dal Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) della NASA nel 2015, la galassia, chiamato WISE J224607.55-052634.9, non è affatto la galassia più grande o più massiccia che conosciamo, ma irradia 350 trilioni di volte la luminosità del Sole. Se tutte le galassie fossero posizionate alla stessa distanza da noi, WISE J224607.55-052634.9 (o W2246-0526 in breve) sarebbe il più luminoso.

Nuove osservazioni utilizzando l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in Cile rivelano scie distinte di polvere che vengono estratte da tre galassie più piccole in W2246-0526. Le scie contengono tanto materiale quanto le stesse galassie più piccole, e non è chiaro se quelle galassie sfuggiranno al loro destino attuale o saranno completamente consumate dal loro luminoso vicino.

La maggior parte della luminosità da record di W2246-0526 non proviene solo dalle stelle, ma anche una raccolta di gas caldo e polvere concentrata intorno al centro della galassia. Al centro di questa nuvola c'è un buco nero supermassiccio, recentemente determinato per essere 4 miliardi di volte più massiccio del Sole. Nell'intensa gravità, la materia cade verso il buco nero ad alta velocità, schiantarsi insieme e riscaldarsi fino a milioni di gradi, facendo risplendere il materiale con incredibile brillantezza. Galassie che contengono questi tipi di luce, le strutture alimentate da buchi neri sono note come quasar.

Come ogni motore sulla Terra, L'enorme produzione di energia di W2246-0526 richiede un input di carburante altrettanto elevato. In questo caso, ciò significa gas e polvere per formare stelle e ricostituire la nube attorno al buco nero centrale. Il nuovo studio mostra che la quantità di materiale accumulato da WJ2246-0526 dai suoi vicini è sufficiente per ricostituire ciò che viene consumato, sostenendo così la straordinaria luminosità della galassia.

"È possibile che questa frenesia alimentare sia già in atto da tempo, e ci aspettiamo che la festa galattica continui per almeno qualche centinaio di milioni di anni, " ha detto Tanio Diaz-Santos dell'Universidad Diego Portales di Santiago, Chile, autore principale dello studio.

Nel nuovo studio, gli scienziati hanno utilizzato le immagini di ALMA, una raccolta di singole antenne radio che funzionano insieme come un singolo telescopio, per identificare le scie polverose del materiale. La posizione delle scie di accrescimento suggerisce fortemente che contengano materiale che scorre tra W2246-0526 e le altre galassie. Inoltre, le tracce mostrano la giusta morfologia, cioè la forma delle scie è coerente con il modo in cui il materiale dovrebbe fluire se viene trascinato da una galassia all'altra.

Questo tipo di cannibalismo galattico non è raro. Gli astronomi hanno precedentemente osservato che le galassie si fondono con o accrescono la materia dai loro vicini nell'universo vicino. Per esempio, la coppia di galassie conosciute collettivamente come "i Topi" è così chiamata perché ciascuna ha un lungo, sottile coda di materiale di accrescimento che si estende da essa.

W2246-0526 è la galassia più lontana mai trovata ad accumulare materiale da più fonti. La luce di W2246-0526 ha impiegato 12,4 miliardi di anni per raggiungerci, quindi gli astronomi vedono l'oggetto com'era quando il nostro universo aveva solo un decimo della sua età attuale di 13,8 miliardi di anni. A quella distanza, i flussi di materiale che cadono in W2246-0526 sono particolarmente deboli e difficili da rilevare. Lo studio si basa su 2,5 ore di osservazione utilizzando 40 parabole radio da 12 metri di ALMA.

"Sapevamo dai dati precedenti che c'erano tre galassie compagne, ma non c'erano prove di interazioni tra questi vicini e la fonte centrale, ", ha detto Diaz-Santos. "Non stavamo cercando un comportamento cannibale e non ce lo aspettavamo, ma questa profonda immersione con l'osservatorio ALMA lo rende molto chiaro."

W2246-0526 rientra in una categoria speciale di quasar particolarmente luminosi noti come hot, galassie oscurate dalla polvere, o Hot DOG. Gli astronomi pensano che la maggior parte dei quasar riceva parte del proprio carburante da fonti esterne. Una possibilità è che questi oggetti ricevano un lento rivolo di materiale dallo spazio tra le galassie. Un altro è che si nutrono a raffiche divorando altre galassie, che sembra verificarsi con W2246-0526. Non è chiaro se W2246-0526 sia rappresentativo di altri quasar oscurati (quelli con i loro motori centrali oscurati da spesse nuvole di polvere) o se si tratta di un caso speciale.

"Questa galassia potrebbe essere unica nel suo genere, perché è quasi due volte più luminosa di qualsiasi altra galassia che abbiamo trovato con WISE e si è formata molto presto nella storia dell'universo, " ha detto Peter Eisenhardt, Scienziato del progetto JPL per WISE e coautore del nuovo documento. "Ma abbiamo scoperto molte altre galassie con WISE simili a questa:lontane, polverose e migliaia di volte più luminose delle tipiche galassie odierne. Quindi con W2246-0526, potremmo vedere cosa succede durante una fase chiave nell'evoluzione delle galassie e dei quasar oscurati".

In definitiva, la gola della galassia può solo portare all'autodistruzione. Gli scienziati ipotizzano che i quasar oscurati che raccolgono troppo materiale intorno a loro finiscano per vomitare gas e polvere attraverso la galassia. Questo assalto di materiale ferma la formazione di nuove stelle, essenzialmente spingendo la galassia in pensione mentre altre galassie continuano a rinnovarsi con la nascita di nuove stelle.

Uno studio complementare su W2246-0526, pubblicato il 14 novembre su Giornale Astrofisico , ha fornito la misurazione della massa per il buco nero supermassiccio al centro della galassia, 4 miliardi di volte la massa del Sole. Questa massa è grande, ma si pensava che l'estrema luminosità di W2246-0526 richiedesse un buco nero supermassiccio con una massa almeno tre volte più grande, secondo gli autori dell'articolo. Risolvere questa apparente contraddizione richiederà più osservazioni.