Le galassie muoiono rapidamente:questa è la conclusione di un nuovo studio che esamina il meccanismo che fa passare le galassie da una fase attiva di formazione stellare a una fase di quiescenza.

In pochi brevi decenni, la nostra comprensione dell'evoluzione delle galassie e di come si formano stelle e pianeti è cresciuta in modo esponenziale. Ma, in molti casi, questo aumento di comprensione serve a mettere in luce le domande che ancora rimangono. Una delle domande più urgenti nasce dal fatto che le galassie più vecchie sembrano dare alla luce oggetti meno stellari. Come cessa la formazione stellare in alcune galassie? In un nuovo studio pubblicato su New Astronomy, Giorgio Manzoni dell'Istituto di Cosmologia Computazionale, Università di Durham, UK, ei suoi coautori esaminano i tempi di questo arresto nella formazione stellare per selezionare un meccanismo che potrebbe essere utilizzato per rispondere a questa e ad altre domande cosmologiche.

"L'evoluzione delle galassie, anche se studiato a lungo, contiene ancora domande senza risposta, e a volte molto basilari. Per esempio, come fanno le galassie a smettere di formare nuove stelle? Perché galassie simili si comportano in modi diversi? Qual è il meccanismo che li fa morire? Tutte queste sono domande che il grande pubblico si pone spesso, ma che ancora non ci sono risposte chiare a, "dice Manzoni. "La mia ricerca dà un accenno al mistero della morte delle galassie:mostra che qualunque sia il meccanismo, deve essere veloce, quasi istantaneo; meno di 100 milioni di anni che sembrano istantanei rispetto alle scale temporali in cui si evolve l'universo."

I ricercatori sono giunti alla conclusione che la formazione stellare cessa rapidamente studiando due proprietà delle galassie:la loro luminosità intrinseca e il loro colore, combinati insieme in un "diagramma colore-magnitudine". Sono stati anche in grado di concludere che esiste un meccanismo che guida la transizione da una fase attiva di formazione stellare nelle galassie a una fase più tranquilla con una formazione stellare minore o assente, un meccanismo definito dagli astronomi "estinzione". "Nel campo dell'evoluzione delle galassie, è chiaramente stabilito che le galassie si formano dal gas che cade nella gravità di un alone di materia oscura e poi collassa in nuove stelle, lo stadio attivo delle galassie. Quando il gas è esaurito, le galassie muoiono, lo stadio passivo delle galassie, " dice Manzoni. "La mia ricerca mostra che questo processo naturale di esaurimento del gas non può essere l'unico responsabile della morte delle galassie".

Manzoni spiega che lui e i suoi colleghi hanno effettivamente scoperto che ogni galassia, in un momento casuale della loro vita, sperimenta un processo che svuota il serbatoio di gas e uccide, o spegne, la formazione stellare, portando così la galassia nella sua fase passiva molto rapidamente. "Per introdurre alcuni vincoli nella tempistica dell'estinzione della formazione stellare, Ho usato due proprietà delle galassie combinate insieme nel diagramma colore-magnitudine. Se studiato a distanze diverse da noi - diverso redshift - questo diagramma ci dice molto sulla popolazione di galassie che erano presenti in diverse epoche dell'universo, "dice Manzoni.

Il ricercatore fa l'esempio che, in passato ad alto redshift e distanze maggiori, le galassie formavano stelle a un ritmo rapido che non è più presente nella nostra epoca, mostrando così colori più blu e luminosità più elevate. Oggi, quella popolazione di galassie si è spostata in una parte di luminosità più rossa e debole del diagramma.

"Diversi meccanismi sono stati proposti come candidati per l'estinzione della formazione stellare, come feedback di nuclei galattici attivi, molestie galattiche, e fusioni di galassie, ma, poiché diversi meccanismi di spegnimento hanno tempi diversi, il mio studio può aiutare a identificare il principale meccanismo responsabile dell'estinzione su un gran numero di galassie, " dice Manzoni. "Questo studio si basa su un semplice concetto che osserviamo: il diagramma colore-magnitudine si evolve con il redshift, il che significa che le proprietà medie delle galassie cambiano con il tempo."

Per giungere alla loro conclusione Manzoni e colleghi hanno utilizzato un campione di circa 90, 000 galassie prese dal sondaggio VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey (VIPERS), ora disponibile pubblicamente, che sono stati osservati con uno degli strumenti del Very Large Telescope di otto metri in Cile.

Manzoni paragona la ricerca di risposte a tali domande cosmologiche alla ricerca di indizi sulla scena del crimine. "Studiare l'evoluzione delle galassie è per me simile al lavoro di un detective, " dice. "Non possiamo cambiare la scena del crimine, poiché non possiamo modificare l'universo o spostare una galassia come vogliamo, ma dobbiamo osservare ogni minimo dettaglio per cercare di capire cosa è successo negli ultimi 13 miliardi di anni di vita dell'universo".