L'inaspettata scoperta di un fiume di stelle tra le galassie dell'ammasso Coma

Succede di frequente, almeno in astronomia, di pianificare l’osservazione di un ben preciso oggetto celeste e poi, casualmente, scoprire nelle immagini di questo qualcosa di ancora più interessante, ma che non era l’obiettivo della ricerca. E’ proprio il caso del fiume stellare scoperto nell’ammasso di galassie di Coma.

Giant Come Stream — Il fiume di stelle "Giant Coma Stream" (la strisci scura) all'interno dell'ammasso di galassie Coma Berenices nell'immagine del telescopio William Hershel. Credit: William Herschel Telescope/Román et al

Il Coma cluster è un ammasso contenente migliaia di galassie a circa 350 milioni di anni luce da noi in direzione della costellazione “Chioma di Berenice” (Coma Berenices in latino), da cui prende il nome.

Berenice, moglie di Tolomeo re d'Egitto, era celebre per la sua bella chioma che fu trasformata nella costellazione Coma Berenices

Nel corso degli anni, questo ammasso è stato oggetto di ripetuti studi. Infatti, è uno dei primi ammassi di galassie in cui fu sospettata, già a partire dagli anni ‘30 del '900 da parte dell'astronomo Fritz Zwicky, la presenza di materia oscura.

Si pensa che la materia visibile, quella che vediamo e conosciamo, rappresenti solo il 4% della materia cosmica. Del rimanente 96%, un 27% è costituito da materia oscura ed il 69% da energia oscura. Tanto la materia oscura quanto l’energia oscura sono così chiamate in quanto non sono visibili e non compresa la loro natura. Tuttavia, se ne possono misurare gli effetti gravitazionali sulla materia visibile.

La ricerca di materia ed energia oscura rappresenta una delle più stimolanti sfide della fisica e dell'astrofisica moderne. Numerosi sono stati e sono i progetti dedicati a questo studio, come le missioni Plank ed Euclid dell'ESA.

In uno studio mirato alla caratterizzazione delle stelle negli aloni delle galassie all’interno dell’ammasso Coma, venne utilizzato per le osservazioni il telescopio William Herschel Questo telescopio ha uno specchio primario da 4.2 metri ed è collocato sull’isola di La Palma, in Spagna.

Cosa è stato scoperto

Un team internazionale di ricercatori, analizzando le immagini raccolte dal telescopio Herschel ha scoperto, casualmente, una struttura particolarissima, e cioè un flusso di stelle che si estende tra le galassie per una lunghezza circa dieci volte il diametro della nostra Galassia.

Questo genere di scoperta viene chiamata "serendipita", cioè una scoperta casuale non preventivata e ottenuta mentre si cercava tutt’altra cosa.

Ammasso di galassie Coma — Una porzione dell'ammasso di galassie Coma Berenices nell'immagine dell'Hubble Space Telescope. Quasi tutti i punti luminosi sono galassie, per lo più ellittiche. Credit: NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA).

Ciò che rende la scoperta unica è il fatto che queste stelle formino una struttura simile a un flusso di stelle (o se vogliamo un ponte stellare) al di fuori delle galassie, lì dove esistono solo gas e polveri in densità estremamente basse. In parole povere, una struttura stellare “giusta” ma nel posto sbagliato. Infatti, altre strutture simile ma molto più piccole sono state osservate anche all’interno della nostra Galassia.

Questa struttura è stata chiamata il “Giant Coma Stream” ed è notevole come possa resistere all’attrazione gravitazionale delle galassie vicine, mantenendo la sua forma invece di essere smembrata dalle forze gravitazionali esterne.

L'origine di questa struttura non è ancora nota, e si esclude che possa trattarsi dei resti di una galassia disgregata sempre per effetti gravitazionali.

Futuri sviluppi della ricerca

I risultati di questa scoperta sono stati pubblicati sulla rivista Astronomy & Astrophysics da un team di ricercatori con prima firma a nome di Javier Román. Lo stesso team ha effettuato simulazioni al computer che sono riuscite a mostrare come dinamicamente tali strutture possano esistere.

Coma cluster — Immagine originale presa dal telescopio Herschel (WHT) dell'ammasso di galassie Coma Berenices, con ingrendimento sul "Gian Coma Stream". Credit:

Il prossimo passo, dicono gli astronomi del team, sarà la ricerca di altre strutture simili e la rivisitazione del “Giant Coma Stream” con telescopi più potenti, quali il telescopio spaziale James Webb o il Very Large Telescope all’ESO o, nel futuro prossimo, l'Extremely Large Telescope (ELT).