Venti intergalattici vitali per l’evoluzione della galassia

I venti galattici sono il risultato dell'esplosione di stelle massicce; consentono lo scambio di materia tra le galassie e l'ambiente circostante e svolgono un ruolo fondamentale nell'evoluzione delle galassie regolandone l'accumulo di massa e la formazione stellare

Per la prima volta, un team internazionale di astronomi ha osservato in tre dimensioni che il gas delle galassie a spirale viene spinto verso l'alto e verso il basso ad alta velocità, lontano dalla galassia, confermando la teoria dell'evoluzione delle galassie in cui le galassie che formano stelle guidano i venti intergalattici, scaricando il loro gas lungo i poli.

Sebbene questo fosse già stato osservato nell'universo locale, questo fenomeno è stato osservato in galassie che hanno più di 7 miliardi di anni e che formano attivamente stelle.

Nascondino galattico

I venti galattici, o deflussi, sono importanti nei modelli che descrivono la formazione delle galassie; ma sono diffusi, hanno una bassa densità di gas e una bassa luminosità superficiale, il che significa che possono essere difficili da individuare.

Le galassie crescono catturando il gas dall'ambiente circostante; si pensa che questa crescita sia repressa dalle giovani stelle e dai buchi neri supermassicci, che espellono gas nello spazio attraverso onde d’urto. Non si sa esattamente cosa accada, ma senza forti flussi di gas le galassie potrebbero diventare troppo grandi.

I ricercatori guidati da Yucheng Guo del Centro di ricerca astrofisica di Lione e del Centro nazionale per la ricerca scientifica (CNRS) hanno combinato immagini di oltre un centinaio di galassie riprese con tempi di esposizione molto lunghi dal Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE), uno strumento integrato nel sistema europeo Il Very Large Telescope dell'Osservatorio Meridionale (ESO).

Magnesio e morfologia

Per osservare i venti galattici, i ricercatori hanno studiato i segnali di emissione degli atomi di magnesio provenienti da quasi duecento galassie a spirale distanti; questo ha permesso loro di mappare la morfologia dei venti. In metà di queste galassie, hanno osservato il disco di taglio, mentre nell’altra metà il disco era di fronte e appariva come un cerchio.

Nelle galassie edge-on, il deflusso del gas avveniva perpendicolarmente verso l'alto e verso il basso. "Rileviamo il gas fino a decine di migliaia di anni luce dalla galassia, muovendosi attraverso lo spazio intergalattico a centinaia di chilometri al secondo", afferma Yucheng Guo, primo autore dello studio di Nature.

"Per me è una vera pietra miliare il fatto che stiamo finalmente assistendo a deflussi di gas intergalattici dalle galassie ordinarie", afferma il coautore Joop Schaye dell'Università di Leiden. "Finora le osservazioni erano difficili da interpretare, ma grazie a questo studio non possiamo più ignorare i venti bipolari."

Ora che hanno mappato i flussi e le velocità medi dei gas, i ricercatori possono testare e adattare le loro simulazioni al computer dell’evoluzione delle galassie per chiarire come crescono le galassie. Sperano anche di misurare la portata di questi venti e la quantità di materia che trasportano.

"Non sappiamo ancora molto sulle loro proprietà fisiche, come le dimensioni e la forza, o come variano nel tempo e nei diversi tipi di galassie", afferma Guo.

"Rispondere a queste domande richiederà osservazioni più approfondite e strutture di prossima generazione come lo strumento BlueMUSE sul VLT e il telescopio spettroscopico a campo ampio (WST)."