Visualizzazione delle simulazioni utilizzate nello studio. In alto a sinistra mostra la materia oscura in bianco. In basso a destra mostra una galassia simulata simile a una grande nuvola di Magellano con stelle e gas, e diverse galassie compagne più piccole. Credito:Ethan Jahn, UC Riverside.
Proprio come la luna orbita intorno alla Terra, e la Terra orbita intorno al sole, le galassie orbitano l'una intorno all'altra secondo le previsioni della cosmologia.
Per esempio, più di 50 galassie satellite scoperte orbitano attorno alla nostra galassia, la via Lattea. La più grande di queste è la Grande Nube di Magellano, o LMC, una grande galassia nana che assomiglia a una debole nuvola nel cielo notturno dell'emisfero australe.
Un team di astronomi guidato da scienziati dell'Università della California, lungo il fiume, ha scoperto che molte delle piccole - o "nane" - galassie orbitanti intorno alla Via Lattea sono state probabilmente rubate dall'LMC, tra cui diverse nane ultradeboli, ma anche galassie satelliti relativamente luminose e ben note, come Carina e Fornax.
I ricercatori hanno fatto la scoperta utilizzando nuovi dati raccolti dal telescopio spaziale Gaia sui movimenti di diverse galassie vicine e confrontandoli con simulazioni idrodinamiche cosmologiche all'avanguardia. Il team di UC Riverside ha utilizzato le posizioni nel cielo e le velocità previste del materiale, come la materia oscura, accompagnando la LMC, trovando che almeno quattro nane ultradeboli e due nane classiche, Carina e Fornace, erano satelliti della LMC. Attraverso il processo di fusione in corso, però, la più massiccia Via Lattea ha usato il suo potente campo gravitazionale per fare a pezzi l'LMC e rubare questi satelliti, riferiscono i ricercatori.
"Questi risultati sono un'importante conferma dei nostri modelli cosmologici, che prevedono che anche le piccole galassie nane nell'universo dovrebbero essere circondate da una popolazione di compagne di galassie più piccole e più deboli, " ha detto Laura Sales, un assistente professore di fisica e astronomia, che ha guidato il gruppo di ricerca. "Questa è la prima volta che siamo in grado di mappare la gerarchia della formazione della struttura su nane così deboli e ultradeboli".
I risultati hanno importanti implicazioni per la massa totale del LMC e anche sulla formazione della Via Lattea.
"Se così tanti nani sono arrivati con l'LMC solo di recente, ciò significa che le proprietà della popolazione satellitare della Via Lattea solo 1 miliardo di anni fa erano radicalmente diverse, influenzando la nostra comprensione di come si formano ed evolvono le galassie più deboli, " ha detto le vendite.
I risultati dello studio appaiono nel numero di novembre 2019 del Avvisi mensili della Royal Astronomical Society .
Laura Vendite (a destra), un assistente professore di fisica e astronomia alla UC Riverside, è visto qui con Ethan Jahn, suo studente laureato. Credito:gruppo di vendita, UC Riverside.
Le galassie nane sono piccole galassie che contengono da poche migliaia a qualche miliardo di stelle. I ricercatori hanno utilizzato simulazioni al computer del progetto Feedback In Realistic Environments per mostrare che l'LMC e le galassie simili ospitano numerose minuscole galassie nane, molti dei quali non contengono affatto stelle, solo materia oscura, un tipo di materia che gli scienziati ritengono costituisca la maggior parte della massa dell'universo.
"L'elevato numero di minuscole galassie nane sembra suggerire che il contenuto di materia oscura dell'LMC è piuttosto grande, il che significa che la Via Lattea sta subendo la fusione più massiccia della sua storia, con la LMC, il suo partner, portando fino a un terzo della massa nell'alone di materia oscura della Via Lattea, l'alone di materiale invisibile che circonda la nostra galassia, " ha detto Ethan Jahn, il primo autore dell'articolo e uno studente laureato nel gruppo di ricerca di Sales.
Jahn ha spiegato che il numero di minuscole galassie nane che ospita LMC potrebbe essere superiore a quanto stimato in precedenza dagli astronomi, e che molti di questi minuscoli satelliti non hanno stelle.
"Le piccole galassie sono difficili da misurare, ed è possibile che alcune galassie nane ultradeboli già note siano in effetti associate all'LMC, " ha detto. "È anche possibile che scopriremo nuovi ultradeboli associati al LMC".
Le galassie nane possono essere satelliti di galassie più grandi, oppure possono essere "isolati, " esistenti da soli e indipendenti da qualsiasi oggetto più grande. L'LMC era isolato, Jahn ha spiegato, ma è stato catturato dalla gravità della Via Lattea ed è ora il suo satellite.
"L'LMC ha ospitato almeno sette galassie satellite proprie, compresa la piccola nuvola di Magellano nel cielo australe, prima che venissero catturati dalla Via Lattea, " Egli ha detto.
Prossimo, il team studierà come i satelliti delle galassie di dimensioni LMC formano le loro stelle e come questo si collega alla massa di materia oscura che hanno.
"Sarà interessante vedere se si formano in modo diverso dai satelliti di galassie simili alla Via Lattea, " ha detto Gianni.
