Un team internazionale di astrofisici dell'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC), l'Università di La Laguna (ULL) e lo Space Telescope Science Institute (STScI, U.S.) ha scoperto la presenza di rotazione trasversale (nel piano del cielo) in tre galassie sferoidali nane. Si tratta di un tipo di galassia molto debole e sono piuttosto difficili da osservare. Queste nuove scoperte aiutano a tracciare la loro storia evolutiva. La scoperta è stata effettuata utilizzando i dati più recenti del satellite GAIA dell'Agenzia spaziale europea. I risultati dello studio sono stati appena pubblicati sulla rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society ( MNRAS ).

Le galassie nane hanno un particolare interesse per la cosmologia. Il modello cosmologico standard suggerisce che questo tipo di galassia sia stato il primo a formarsi. La maggior parte di essi è stata distrutta e cannibalizzata da grandi galassie come la Via Lattea. Però, quelli che rimangono possono essere studiati e contengono preziose informazioni sull'Universo primordiale.

Una sottoclasse di galassie nane sono gli sferoidali nani. Sono molto diffusi, con bassa luminosità, e contengono grandi proporzioni di materia oscura con poco o nessun gas. Dalla loro scoperta, sono stati studiati a fondo. Però, la loro cinematica interna è ancora poco conosciuta, a causa delle difficoltà tecniche implicate nello studio dettagliato della loro meccanica.

Vari studi precedenti hanno dimostrato che gli sferoidali nani non hanno schemi di rotazione interna, ma che le loro stelle si muovono su orbite casuali prevalentemente verso e lontano dal centro della galassia. L'altra importante sottoclasse di nani, gli irregolari, ha grandi quantità di gas, e in alcuni casi hanno una rotazione interna. Queste differenze suggeriscono un'origine diversa per i due tipi di nane, o almeno una storia evolutiva molto diversa in cui le interazioni con le grandi galassie, nel nostro caso con la Via Lattea, hanno svolto un ruolo cruciale nell'eliminazione della rotazione interna degli sferoidali.

Per svolgere la loro ricerca attuale, il team di astrofisici dell'IAC e dell'STScI ha utilizzato gli ultimi dati di Gaia dell'ESA per studiare la cinematica interna di sei galassie sferoidali nane, satelliti della Via Lattea, e hanno scoperto la presenza di rotazione trasversale (nel piano del cielo) in tre di esse:Carina, Fornace, e scultore. Queste sono le prime rilevazioni di questo tipo di rotazione nelle galassie sferoidali nane, ad eccezione del Sagittario sferoidale, che è fortemente distorto dal potenziale gravitazionale della Via Lattea, e quindi non è rappresentativo del suo tipo.

"L'importanza di questo risultato è perché, generalmente, la cinematica interna delle galassie, in questo caso la loro rotazione, è una traccia importante della loro storia evolutiva, e delle condizioni in cui il sistema si è formato", spiega Alberto Manuel Martínez-García, dottorando presso l'IAC e l'ULL, e primo autore dell'articolo.

"Sebbene il modello standard della cosmologia presuma che le galassie nane siano state le prime a formarsi, non è chiaro se siano sistemi semplici o se quelli che osserviamo siano formati dall'agglomerazione di altri sistemi ancora più semplici, più piccolo e più vecchio. La presenza della rotazione suggerisce la seconda opzione. Suggerisce anche un'origine comune per tutte le galassie nane, quelli che sono attualmente ricchi di gas (gli irregolari) e quelli che non lo sono (gli sferoidali)", spiega Andrés del Pino, ricercatore presso lo STScI e coautore dell'articolo.

"Il satellite Gaia ha rivoluzionato la nostra conoscenza della Via Lattea e dei suoi dintorni, fornendoci misurazioni molto precise delle posizioni e dei movimenti di quasi due miliardi di stelle. Sebbene i dati di Gaia siano usati principalmente per studiare la nostra Galassia, questa missione ESA ha anche aperto una nuova finestra sullo studio delle galassie satellite della Via Lattea, dando accesso specifico alla loro cinematica interna", dice Antonio Aparicio, ricercatore presso IAC e ULL e coautore dell'articolo.

Comunque, secondo i ricercatori, gli studi basati sui dati di Gaia comportano molte difficoltà tecniche. Innanzitutto, bisogna determinare quale delle stelle nel database appartiene veramente alle galassie satellite, e che alla stessa Via Lattea, poiché questi ultimi tendono a contaminare il campione. Il problema è che sebbene i dati da analizzare siano limitati alla regione e alla dimensione angolare dello sferoidale in esame, che è l'equivalente di un quarto del diametro angolare della Luna, la stragrande maggioranza delle stelle rilevate in quest'area appartiene alla Via Lattea e quindi effettivamente contamina il campione.

Inoltre, la distanza degli sferoidali studiati, che è fino a circa mezzo milione di anni luce, e la scarsa luminosità intrinseca delle loro stelle, implicano che le misurazioni risentono di un notevole livello di rumore. Per tutti questi motivi l'analisi dei dati richiede un filtraggio accurato e un'analisi approfondita dei diversi parametri osservativi per poter giungere a conclusioni attendibili.