Un team scientifico internazionale guidato da un ricercatore messicano ha scoperto ammassi globulari che ruotano alla stessa velocità del gas nel disco della galassia a spirale Messier 106 (nota anche come M106 o NGC 4258) a cui appartengono. A causa della loro disposizione e velocità simili a dischi, questi oggetti lontani potrebbero essere reliquie del mezzogiorno cosmico.

Questa ricerca è stata condotta utilizzando il Gran Telescopio Canarias (GTC), di cui il Messico è partner, e i risultati sono stati pubblicati nel numero del 1 maggio di Il Giornale Astrofisico (ApJ).

Dott.ssa Rosa Amelia González-Lópezlira, ricercatore presso l'Istituto di Radioastronomia e Astrofisica dell'Università Nazionale Autonoma del Messico, Campus Morelia (IRyA-UNAM), sta guidando questo progetto. Il secondo autore dell'articolo è il Dr. Divakara Mayya, ricercatore presso l'Istituto Nazionale di Astrofisica, Ottica ed Elettronica (INAOE). Il gruppo di lavoro comprende ricercatori e studenti in Australia, Brasile, Chile, Danimarca, Francia, e Germania, oltre ad altri colleghi dell'IRyA-UNAM e dell'INAOE.

Il Dr. González-Lópezlira spiega che gli ammassi globulari sono gruppi di 100, 000 e 1 milione di stelle. Sono oggetti comuni, soprattutto nelle grandi galassie. "La Via Lattea ha 160 di questi ammassi, ma le galassie molto grandi possono averne decine di migliaia. Generalmente, questi cluster sono distribuiti come in una sfera. Tutte le stelle di un ammasso globulare hanno approssimativamente la stessa età e hanno più o meno la stessa composizione chimica. Non sappiamo esattamente come si siano formati questi ammassi, e ci sono diverse ipotesi che cercano di spiegarlo:si dice che precedano la formazione delle galassie, un altro che formava grappoli con loro, ancora un altro postula che alcuni compaiano quando il gas si scontra durante una fusione di galassie, " lei dice.

Nella Via Lattea, Per esempio, la maggior parte degli ammassi globulari sembra essersi formata insieme alla galassia; alcuni si sono formati o acquisiti in seguito, quando una o più galassie più piccole si sono fuse con essa.

Gli ammassi globulari sono oggetti molto antichi formatisi circa 11,5 miliardi di anni fa, 2,3 miliardi di anni dopo il Big Bang e poco prima che il tasso di formazione delle stelle cosmiche raggiungesse il suo picco, 10 miliardi di anni fa. "Questo periodo è noto come mezzogiorno cosmico. Gli ammassi sono molto luminosi e possono essere visti a distanze molto grandi, il che significa che possono darci indizi su come sono state assemblate le galassie durante questo periodo di massima formazione stellare, "dice l'astrofisico.

L'articolo pubblicato nel numero del 1° maggio dell'ApJ fa parte di un progetto più ampio per studiare i sistemi di ammassi globulari di nove galassie a spirale entro un raggio di 52 milioni di anni luce. "Siamo particolarmente interessati alla relazione tra il numero di ammassi globulari e la massa del buco nero centrale nelle galassie a spirale, " dice il ricercatore. La relazione è molto stretta per le galassie ellittiche, ma non è così chiaro nelle galassie a spirale. La via Lattea, Per esempio, non lo soddisfa. Il Dr. González-Lópezlira aggiunge:"Le nove galassie a spirale che studieremo hanno buone stime delle masse dei loro buchi neri e sono a distanze in cui gli ammassi globulari possono essere visti bene con il Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT ), con cui abbiamo fatto le prime osservazioni".

Il Dr. Divakara Mayya spiega che questo tipo di studi inizia prendendo immagini e trovando candidati ammasso globulare sulla base dei cosiddetti diagrammi colore-colore. In questo caso, oltre ad un filtro ottico, sono stati utilizzati un filtro ultravioletto e uno infrarosso, che non è comune. "I candidati sono selezionati in questi diagrammi, ma altre fonti apparentemente puntano, come stelle e galassie lontane, può penetrare. Pertanto, spettri confermano che ogni oggetto ha una vecchia popolazione coeva, e che la sua velocità di recessione è compatibile con la velocità di recessione della galassia a cui dovrebbe appartenere. Usiamo OSIRIS nel GTC perché questi oggetti sono abbastanza lontani, e quindi sono necessarie esposizioni di più di un'ora con il più grande telescopio ottico del mondo per estrarre le informazioni dagli spettri. OSIRIS è uno spettrografo multioggetto con il quale si possono osservare più oggetti contemporaneamente. Abbiamo osservato un totale di 23 candidati ammasso globulare in due campi".

Il risultato principale del progetto è stato del tutto inaspettato e sorprendente. Invece di essere distribuito in una sfera, "gli ammassi globulari di NGC 4258 sembrano essere disposti in un disco che ruota in fase e praticamente veloce quanto il disco gassoso di idrogeno neutro (HI) della galassia, osservato con il Westerbork Synthesis Radio Telescope (WSRT), anche a grandi distanze dal suo centro. Questo non è mai stato visto prima. Questi sono apparentemente i fatti, anche se bisogna continuare a lavorare per confermarli. Questa è una delle cose molto belle che possono succedere quando si lavora nella scienza, " dice il dottor Mayya.

Il Dr. González-Lópezlira afferma che a causa del modo in cui si muovono gli ammassi M106, il disco dove sono distribuite è molto simile ai dischi dove vediamo che le stelle si stavano formando 10 miliardi di anni fa. "Ipotizziamo che il disco di ammassi di M106 sia una reliquia o un residuo del mezzogiorno cosmico".

I ricercatori hanno ulteriormente confermato con il GTC che M106 rientra nella correlazione tra il numero di ammassi globulari e la massa del buco nero, e che il loro metodo fotometrico per trovare ammassi globulari è eccellente. Il buco nero supermassiccio al centro di M106 pesa 40 milioni di masse solari, 10 volte superiore a quello della Via Lattea e 150 volte inferiore a quello di Messier 87, la cui immagine è stata recentemente pubblicata.

Finalmente, il ricercatore IRyA-UNAM ha aggiunto che studi come questo in più galassie a spirale chiariranno il ruolo delle diverse ipotesi proposte nell'assemblaggio delle galassie, i loro sistemi di ammassi globulari e i loro buchi neri.