Scoperte galassie nane simili a “città fantasma”: ospitano solo stelle vecchie, nessuna nascita da miliardi di anni
Tre galassie nane sono state scoperte essere completamente prive di gas. In esse vi sono solo stelle vecchie; la nascita di nuove stelle è stata interrotta ormai da miliardi di anni. Sembrano una sorta di “città fantasma”.
In direzione della costellazione dello Scultore, sono state scoperte tre rarissime galassie nane ultra-deboli completamente prive di gas. La mancanza di gas le rende interessantissime in quanto potrebbero svelare informazioni preziose su un periodo della storia dell’Universo noto come “Epoca della re-ionizzazione”.
Dall’astronomo che le ha scoperte, David Sand dell’Università dell’Arizona, sono state paragonate a “città fantasma”, nel senso che in queste galassie ci sono solo stelle vecchie, da miliardi di anni nessuna stella è più nata.
Ma perché solo stelle vecchie?
Il motivo della mancata natalità di stelle è ben chiaro. Queste galassie sono completamente prive di gas e sappiamo che il gas è l’ingrediente fondamentale per la formazione delle stelle. E’ dal collasso gravitazionale delle nubi molecolari di gas che si innesca il processo di formazione stellare.
Pertanto, niente gas, niente nuove stelle!
Ciò che invece non è affatto chiaro è il perché queste galassie siano rimaste già da miliardi di anni completamente prive di gas. Chi o cosa glielo ha rubato?
Possibili cause sotto investigazione
Nei pressi della nostra Galassie sono state scoperte simili galassie nane ultra-deboli. Anch’esse sono state trovate completamente prive di gas e quindi costituite di sole stelle vecchie. Tuttavia, poiché queste galassie nane subiscono la forte attrazione gravitazionale della Via Lattea, il gas in esse inizialmente presente è stato strappato via dall’attrazione gravitazionale della nostra Galassia.
Ricordiamo che queste galassie nane ultraleggere sono costituite da centinaia a poche migliaia di stelle, mentre la nostra Galassia da centinaia di miliardi di stelle. Pertanto, la forza di gravità delle galassie nane non è assolutamente in grado di competere con quella della nostra Galassia, quindi incapace di trattenere a sé il gas (che è la componente più leggera).
Il problema con questa spiegazione è che le tre galassie nane ultra-deboli scoperte da Sand sono lontanissime da qualunque altra galassia massiccia. Pertanto, l’ipotesi della deprivazione di gas per attrazione gravitazionale da parte di una galassia vicina non è applicabile.
E allora? Allora entra in gioco un’ipotesi molto più interessante e cioè che la perdita di gas potrebbe essere avvenuta durante la cosiddetta “Epoca della re-ionizzazione” dell’Universo.
Epoca della re-ionizzazione
Milioni di anni dopo il Big Bang l’intero Universo era interamente permeato di idrogeno neutro. Questo era in grado di assorbire la luce emessa dalle prime galassie che, di conseguenza, venendo assorbita non poteva liberamente viaggiare e quindi essere osservata. Questo periodo viene chiamato la “Dark Age” ossia l’Era Buia. Nelle successive centinaia di milioni di anni, si ipotizza che l’elevato tasso di nascita di stelle supermassicce abbia riempito l’Universo della loro radiazione ultravioletta che è stata capace di re-ionizzare l’idrogeno, rendendolo incapace di assorbire luce. Finiva così la Dark Age e iniziava l’epoca della re-ionizzazione.
Si ipotizza che l’elevata energia ultravioletta che iniziò a permeare tutto l’Universo abbia riscaldato il gas presente nelle galassie nane ultra-deboli dandogli sufficiente energia cinetica da riuscire ad abbandonarle, lasciandole così prive di gas ed incapaci di formare nuove stelle.
Se questa ipotesi dovesse essere corretta, lo studio delle galassie nane ultra-leggere aprirebbe una finestra sullo studio dell’Universo remoto; esse permetterebbero di andare a verificare se l’Universo fu uniformemente re-ionizzato o piuttosto a “macchia di leopardo”. Se si dovessero scoprire centinaia di nuove galassie nane (la cui caccia è già iniziata), il loro studio getterebbe nuova luce sulle proprietà dell’Epoca della re-ionizzazione”
La scoperta delle tre galassie nane è avvenuta grazie alle immagini prese in seno al progetto DECam Legacy Survey, a sua volta parte di un più grande progetto chiamato DESI Legacy Imaging Surveys. Le immagini sono state ottenute con la camera DECam montata sul telescopio Blanco da 4m all’Osservatorio Interamericano di Cerro Tololo in Cile.
Riferimenti allo studio:
“Three Quenched, Faint Dwarf Galaxies in the Direction of NGC 300: New Probes of Reionization and Internal Feedback” to appear in The Astrophysical Journal Letters. DOI: 10.3847/2041-8213/ad927c