Questa serie di immagini mostra come gli astronomi trovano i flussi stellari invertendo la luce e l'oscurità, in modo simile alle immagini negative. Le immagini a colori di ciascuna delle galassie vicine presenti sono incluse per il contesto. Le galassie sono circondate da enormi aloni di gas caldo cosparsi di stelle sporadiche, viste come le regioni d'ombra che racchiudono ogni galassia qui. Roman potrebbe migliorare queste osservazioni risolvendo le singole stelle per comprendere le popolazioni stellari di ciascun flusso e vedere flussi stellari di varie dimensioni in ancora più galassie. Credito:Carlin et al. (2016), basato su immagini di Martínez-Delgado et al. (2008, 2010)
Il telescopio spaziale romano Nancy Grace della NASA studierà flussi sottili di stelle che si estendono ben oltre i bordi apparenti di molte galassie. Missioni come i telescopi spaziali Hubble e James Webb dovrebbero mettere insieme centinaia di piccole immagini per vedere per intero queste strutture intorno alle galassie vicine. Roman lo farà in un'unica istantanea. Gli astronomi utilizzeranno queste osservazioni per esplorare come crescono le galassie e la natura della materia oscura.
I flussi stellari sembrano eteree ciocche di capelli che si estendono verso l'esterno da alcune galassie, vagando pacificamente nello spazio come parte dell'alone, una regione sferica che circonda una galassia. Ma questi voli stellari sono segni di un antico dramma su scala cosmica che servono come reperti fossili del passato di una galassia. Il loro studio trasforma gli astronomi in archeologi galattici.
"Gli aloni sono per lo più costituiti da stelle che sono state strappate via da altre galassie", ha detto Tjitske Starkenburg, un borsista post-dottorato presso la Northwestern University di Evanston, Illinois, che ha esaminato il potenziale di Roman in quest'area. "Le immagini ampie e profonde di Roman saranno sufficientemente nitide da consentirci di risolvere singole stelle negli aloni di altre galassie, rendendo possibile per la prima volta lo studio dei flussi stellari in un gran numero di galassie."
Il team, guidato da Starkenburg, condividerà oggi i propri risultati al 240° incontro dell'American Astronomical Society a Pasadena, in California.
Cannibalismo galattico, stelle rubate
Le simulazioni supportano la teoria secondo cui le galassie crescono in parte divorando piccoli gruppi di stelle. Una galassia nana catturata in orbita da una più grande viene distorta dalla gravità. Le sue stelle piovigginano, tracciando archi e giri intorno alla galassia più grande fino a quando non diventano i suoi nuovi membri.
"Quando le singole stelle fuoriescono dalla galassia nana e cadono in quella più massiccia, formano flussi lunghi e sottili che rimangono intatti per miliardi di anni", ha affermato Sarah Pearson, ricercatrice post-dottorato Hubble presso la New York University di New York City e l'autore principale di uno studio separato, pubblicato anche su The Astrophysical Journal , sulle osservazioni previste dalla missione in questo settore. "Quindi i flussi stellari custodiscono segreti del passato e possono illuminare miliardi di anni di evoluzione."
Gli astronomi hanno colto questo processo cannibalistico sul fatto usando telescopi come il satellite Gaia dell'ESA (Agenzia spaziale europea), che è stato messo a punto per misurare le posizioni e i movimenti delle stelle nella nostra galassia, la Via Lattea. Roman estenderà queste osservazioni effettuando misurazioni simili di stelle sia nella Via Lattea che in altre galassie.
La Via Lattea ospita almeno 70 flussi stellari, il che significa che probabilmente ha mangiato almeno 70 galassie nane o ammassi globulari, gruppi di centinaia di migliaia di stelle legate gravitazionalmente. Le immagini della Via Lattea di Roman potrebbero consentire agli astronomi di mettere insieme le istantanee in tempo per mostrare il movimento delle stelle. Questo ci aiuterà a capire di cosa è composta la materia oscura, la materia invisibile che possiamo rilevare solo attraverso i suoi effetti gravitazionali sugli oggetti visibili.
Una teoria suggerisce che la materia oscura sia "fredda" o composta da particelle pesanti e lente. In tal caso, dovrebbe raggrupparsi all'interno di aloni di galassie, il che disturberebbe i flussi stellari in modi che Roman potrebbe vedere. Rilevando o escludendo queste distorsioni, Roman potrebbe restringere il campo dei candidati per di cosa potrebbe essere fatta la materia oscura.
Gli astronomi non vedono l'ora di studiare i flussi stellari in molte delle galassie vicine alla Via Lattea. Non sono ben studiati in altre galassie perché sono così deboli e lontane. Sono anche così vasti da poter avvolgere un'intera galassia. Ci vuole una vista panoramica impareggiabile come quella di Roman per catturare immagini sufficientemente grandi e dettagliate per vederle.
Flussi stellari particolarmente elusivi che si sono formati quando la Via Lattea ha sottratto stelle da ammassi globulari sono stati rilevati prima, ma non sono mai stati trovati in altre galassie. Sono più deboli perché contengono meno stelle, il che le rende molto più difficili da individuare in altre galassie più lontane.
Roman potrebbe rilevarli in molte delle nostre galassie vicine per la prima volta in assoluto. La visione ampia, nitida e profonda della missione dovrebbe persino rivelare le singole stelle in queste strutture enormi e deboli. In uno studio precedente pubblicato su The Astrophysical Journal Pearson ha guidato lo sviluppo di un algoritmo per cercare sistematicamente flussi stellari originati da ammassi globulari nelle galassie vicine.
Il nuovo studio di Starkenburg si aggiunge al quadro prevedendo che Roman dovrebbe essere in grado di rilevare dozzine di flussi in altre galassie che hanno avuto origine da galassie nane, offrendo una visione senza precedenti del modo in cui le galassie crescono.
"È emozionante saperne di più sulla nostra Via Lattea, ma se vogliamo veramente comprendere la formazione delle galassie e la materia oscura abbiamo bisogno di un campione di dimensioni maggiori", ha detto Starkenburg. "Lo studio dei flussi stellari in altre galassie con Roman ci aiuterà a vedere il quadro più ampio". + Esplora ulteriormente
