Esempio perfetto di una galassia a spirale sbarrata, vista di fronte. Ecco come potrebbe essere la nostra Via Lattea
Il telescopio spaziale Hubble ci ha dato una bellissima immagine della galassia a spirale barrata NGC 7773 . Questa è una classica galassia di questo tipo ed evidenzia la barra luminosa di stelle concentrate che ancorano i maestosi bracci a spirale della galassia. È stato catturato con la Wide Field Camera 3 (WFC3) di Hubble.
NGC 7773 si trova a quasi 400 milioni di anni luce di distanza nella costellazione di Pegaso. Lo sappiamo da molto tempo. Fu scoperto nel 1790 da William Herschel , un collega ben noto agli appassionati di astronomia. Herschel scoprì Urano, così come molte altre galassie, ammassi stellari e nebulose.
Il nome 'galassia a spirale barrata' non richiede troppe spiegazioni. Le galassie a spirale sono familiari a tutti gli scolari e il tipo barrato è probabilmente solo una galassia a spirale più vecchia e matura. La barra luminosa è un'area di stelle concentrate e nascita di stelle.
Le galassie a spirale più giovani mancano della barra luminosa al centro. Gli astronomi sono abbastanza sicuri che quando una galassia a spirale invecchia, il gas che forma le stelle viene attirato verso il centro, dove si fonde in stelle. In quel vivaio stellare, le giovani stelle sono così luminose dal nostro lontano punto di osservazione che è difficile discernere le singole stelle.
Un confronto fianco a fianco. A sinistra c'è la galassia a spirale NGC 5457. A destra c'è la galassia a spirale barrata NGC 7773. Immagine di credito: (a sinistra): Agenzia spaziale europea e riconoscimenti della NASA: ricercatori del progetto per i dati originali di Hubble: K.D. Kuntz (GSFC), F. Bresolin (Università delle Hawaii), J. Trauger (JPL), J. Mold (NOAO) e Y.-H. Chu (University of Illinois, Urbana) Elaborazione dell'immagine: Davide De Martin (ESA/Hubble) Immagine CFHT: Canada-France-Hawaii Telescope/J.-C. Cuillandre/CoelumNOAO immagine: George Jacoby, Bruce Bohannan, Mark Hanna/NOAO/AURA/NSF – http://www.spacetelescope.org/news/html/heic0602.html ([cdn.spacetelescope.org/archives/images/screen /heic0602a.jpg link diretto])Vedi anche: http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/2006/10/image/a, CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w /index.php?curid=36216331 (a destra): ESA/Hubble e NASA, J. Walsh
Le galassie a spirale barrate non sono rare e Hubble e altri telescopi ne hanno fotografate parecchie nel corso degli anni.
Due galassie a spirale sbarrate. A sinistra: NGC 1300 di HST/NASA/ESA. A destra: NGC 1672 di NASA , QUESTO , e il Patrimonio Hubble Squadra ( STScI / avrò ) - QUESTO /Collaborazione Hubble
Queste sono strutture belle e maestose. La cosa affascinante di loro è che potremmo benissimo vivere all'interno di una di queste gigantesche bellezze. Sappiamo che la Via Lattea è una galassia a spirale e negli anni '60 noi ha cominciato a sospettare che è una spirale sbarrata. Poi nel 1975, in un articolo intitolato “ Modelli per le regioni interne della Galassia ”, il ricercatore W.L. Peters ha sviluppato un modello a spirale barrato della Via Lattea che ha spiegato le caratteristiche importanti dei bracci a spirale della galassia.
Ma in realtà non possiamo vedere il bar. Almeno non otticamente.
Questa immagine panoramica a 360 gradi della Via Lattea è un mosaico di immagini messo insieme dall'Osservatorio europeo meridionale. L'area luminosa al centro è il rigonfiamento galattico. Dal nostro punto di vista ottico, nessuna barra è visibile. Credito immagine: di ESO/S. Brunier – http://www.eso.org/public/images/eso0932a/, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=9559670
Negli anni '80, i radiotelescopi hanno rilevato gas nella Via Lattea che suggerivano l'esistenza della barra. Poi, negli anni '90, le osservazioni del Sondaggio all-sky da 2 micron (2MASS) ha aggiunto ulteriori prove per il bar. Ma c'è un sacco di polvere da cercare di vedere attraverso quella parte della galassia. Gli astronomi non erano certi, ma le prove stavano crescendo.
Poi, nel 2003, la NASA ha lanciato lo Spitzer Space Telescope, un potente telescopio a infrarossi in grado di vedere nel cuore della galassia meglio di tutti i suoi predecessori. Un team di astronomi ha usato il potere di Spitzer per scrutare attraverso la polvere e guarda 30 milioni di stelle nella regione centrale della Via Lattea. Questo è difficile da fare e uno degli astronomi coinvolti lo descrisse come un tentativo di trovare i confini della foresta dal profondo di essa.
'Questa è la migliore prova di sempre per questo lungo bar centrale nella nostra galassia', ha detto Ed Churchwell all'epoca. Churchwell è un professore di astronomia alla UW-Madison e autore senior di un articolo che descriveva il lavoro nelle Astrophysical Journal Letters.
L'autore principale Robert Benjamin, anche lui dell'Università del Wisconsin, ha aggiunto: 'Ad oggi, questa è la migliore prova di una lunga barra nella nostra galassia. Difficile discutere con questi dati'.
Hanno trovato prove definitive che il bar è lì e che si estende più lontano di quanto si pensasse in precedenza. Raggiunge metà della distanza dal centro della galassia al nostro Sole, circa 27.000 anni luce. Al momento della scoperta, Churchwell ha affermato: 'È una componente importante della nostra galassia ed è rimasta sostanzialmente nascosta fino ad ora. Il fatto che sia grande significa che avrà un effetto importante sulle dinamiche della parte interna della nostra galassia'.
Rappresentazione artistica del grande bar al centro della Via Lattea. Credito immagine: NASA/JPL-Caltech/R Hurt, SSC/Caltech
La domanda è: in che modo questa grande struttura influisce sulla galassia? Che ruolo ha?
Nei bracci a spirale, dove trascorriamo la nostra vita interrogandoci sulle cose, le stelle ruotano attorno al centro galattico ogni poche centinaia di milioni di anni. Ma nel bar, le stelle viaggiano su orbite ellittiche che le portano verso e lontano dal centro galattico, dove risiede il buco nero supermassiccio Sagittarius A-star. Inoltre, mentre le braccia contengono molte stelle giovani e blu, la barra contiene principalmente stelle rosse più vecchie.
Churchwell pensava che il bar fosse come un percorso che trasporta materiale verso il buco nero. 'Probabilmente questa barra porta materia al centro della galassia e alimenta il buco nero', Churchwell detto il nuovo scienziato nel 2005.
Un'immagine Hubble della galassia a spirale barrata UGC 12158, che gli astronomi pensano assomigli molto alla Via Lattea. UGC 12158 si trova a circa 400 milioni di anni luce di distanza e ci offre una vista straordinaria e perfetta di una galassia a spirale barrata. Credito immagine: di ESA/Hubble e NASA – http://www.spacetelescope.org/images/potw1035a/, dominio pubblico, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=12385417
Ci sono molte spirali barrate, quindi sono strutture stabili. In effetti, circa due terzi di tutte le galassie sono spirali sbarrate. Ma cosa ci dice la presenza di uno sulla storia della Via Lattea e sul futuro?
'Non credo che nessuno capisca veramente come si formano le barre', ha detto Churchwell nel 2005. 'Quello che sappiamo è che sembra che ci siano così tante galassie sbarrate che devono essere piuttosto stabili. Gli astronomi devono trovare una sorta di modello che possa spiegare la stabilità di queste strutture».
Ma quello era il 2005 e ora, quasi 15 anni dopo, gli astronomi hanno imparato alcune cose in più.
Sappiamo che le galassie a spirale diventano spirali barrate nel corso di circa 2 miliardi di anni. Il pensiero corrente dice che la barra trasporta effettivamente materiale nel centro della galassia, contribuendo ad alimentare la creazione di nuove stelle e creando un nucleo galattico attivo . Si pensa che a onda di densità dal centro della galassia crea la barra. Nel tempo, influenza le stelle sempre più lontano creando la barra che si autoalimenta.
Sembra anche che le galassie a spirale sbarrate possano perdere le loro barre. Nel tempo, la struttura della barra può decadere. La sua massa diventa così grande che diventa instabile, e quindi le braccia diventano tozze in apparenza, piuttosto che le belle braccia nella Via Lattea.
Un altro esempio di galassia a spirale barrata. NGC 1073 è diverso dalla Via Lattea. La sua barra è più grande e le braccia sono meno ben definite e non così simmetriche. Credito immagine: dalla NASA e dall'ESA, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=20190213
Abbiamo imparato molto sulla nostra galassia, la Via Lattea, e sulla morfologia e l'evoluzione delle galassie in generale. Ma ancora non sappiamo esattamente come la barra, le braccia, il rigonfiamento e il buco nero supermassiccio al centro lavorino tutti insieme per modellare la Via Lattea.
Ma possiamo vedere come in pochi decenni abbiamo imparato molto. Speriamo che nei prossimi decenni impareremo molto di più.
Fonti:
- Comunicato stampa della NASA: La galassia matura incanta nella nuova vista di Hubble
- Articolo di Hubblesite: Vista di Hubble della galassia a spirale barrata NGC 1672
- Voce di Wikipedia: Galassia a spirale sbarrata
- Documento di ricerca: QUAL È LA VERA FRAZIONE DELLE GALASSIE A SPIRALE BARRATA?
- Documento di ricerca: Regioni circumnucleari nelle galassie a spirale barrata II. Relazioni con le galassie ospiti
- Universo oggi: Nuovo look per la Via Lattea
- Documento di ricerca: Modelli per le regioni interne della Galassia. io