Gli astronomi hanno trovano il guscio scavato di una galassia nana che si è scontrata con la Via Lattea miliardi di anni fa

Nel 2005 gli astronomi hanno trovato un grande raggruppamento di stelle nella costellazione della Vergine. Sembrava un ammasso stellare, tranne per il fatto che ulteriori indagini hanno mostrato che alcune delle stelle si stanno muovendo verso di noi e altre si stanno allontanando. Questa scoperta è stata inaspettata e ha suggerito non era un semplice ammasso di stelle. Uno studio del 2019 ha mostrato che invece è il guscio scavato di una galassia sferoidale nana che si è fusa con la Via Lattea battezzata Virgo Overdensity (VOD) o Virgo Stellar Stream (VRM).

Un nuovo studio che ha coinvolto alcuni degli stessi ricercatori mostra come e quando è avvenuta la fusione e identifica altri gusci dalla stessa fusione. Nel loro articolo, gli autori scrivono “In questo lavoro, identifichiamo per la prima volta la sottostruttura del guscio nella Via Lattea, e sosteniamo che questi gusci siano effettivamente associati al VRM e quindi a un evento di fusione radiale“.  Esistono diversi tipi di fusione e, secondo il documento del 2019, la fusione che ha creato il VOD era quella nota come fusione radiale (sono tipi di fusione violenta). “Questo gruppo di stelle aveva un intero gruppo di velocità diverse, il che era molto strano. Ma ora che vediamo il loro movimento nel suo insieme, capiamo perché le velocità sono diverse e perché si muovono nel modo in cui sono.” ha detto Heidi Jo Newberg, professore di fisica, fisica applicata e astronomia di Rensselaer e autrice principale dell’articolo The Astrophysical Journal del 2019

Gusci Via Lattea
I dati e le immagini combinati mostrano la posizione delle quattro strutture a gusci trovate nella Via Lattea. Credit: Rennselaer University.

Lo scontro

Il nuovo documento si basa su quel lavoro e rivela ancora più dettagli. Quando la galassia nana si è scontrata con la Via Lattea, ha lasciato piani curvi di stelle che rimbalzano attraverso il centro galattico. Hanno chiamato l’evento Virgo Radial Merger (VRM). Ogni volta che la galassia nana si scontra con il centro galattico, esce dall’altra parte, solo per essere trascinata indietro nuovamente verso il centro. Ogni volta che raggiunge il punto più lontano, lascia dietro di sé alcune delle sue stelle. Il team ha creato simulazioni utilizzando i dati osservativi e calcolato quante volte la galassia nana è rimbalzata avanti e indietro e quando si è fusa per la prima volta con la Via Lattea.

Il team di ricercatori ha utilizzato dati provenienti da più fonti. Utilizzando i dati dello Sloan Digital Sky Survey, della missione Gaia dell’ESA e del telescopio LAMOST in Cina, hanno trovato due gusci nel VOD e altri due nella regione della Nebulosa dell’Aquila. La loro modellazione al computer ha mostrato che la fusione è iniziata quando la galassia nana è passata per la prima volta attraverso il centro della Via Lattea 2,7 miliardi di anni fa.

Simulazione di Virgo Radial Merger che crea la struttura a guscio nella Via Lattea

Fusioni galattiche

Le fusioni galattiche non sono rare. Enormi galassie come la Via Lattea si sono ingrandite fondendosi con galassie molto più piccole. Attualmente, la Via Lattea è nel mezzo di due fusioni. È in procinto di fondersi con la Galassia sferoidale nana del Sagittario e con le Nubi di Magellano. Tutte queste fusioni hanno lasciato il segno sulla Via Lattea. L’alone della nostra galassia è una regione di stelle a forma sferica che circonda i bracci a spirale. La maggior parte di queste stelle non sono “native” della galassia, ma sono invece migrate da altre galassie che si sono fuse con la Via Lattea.

VOD
Questa immagine mostra sia la regione VOD (a sinistra) che quella della Nebulosa dell’Aquila. Credit: Donlon II et al., 2020.

Nel tempo, le forze di marea della galassia modellano queste stelle in lunghi flussi di stelle. Gli astronomi chiamano queste, fusioni di marea e sono al centro di molte ricerche. Ma questa fusione era diversa. Le fusioni radiali come questa sono molto più violente lasciando queste forme a guscio. Mentre il team lavorava al loro studio, il movimento a “frusta” delle stelle nel VOD è diventato più chiaro nella loro modello. Fu allora che dovettero considerare una fusione radiale come causa. 

Salsiccia di Gaia
Questa è un’immagine del telescopio spaziale Hubble dell’ammasso globulare NGC 2808. Potrebbe essere il vecchio nucleo della Salsiccia Gaia. Credit: By NASA, ESA, A. Sarajedini (University of Florida) and G. Piotto (University of Padua (Padova))

La Salsiccia Gaia

Questa scoperta sta anche gettando nuova luce su alcuni altri aspetti della morfologia della Via Lattea, tra cui la “salsiccia Gaia”. La Salsiccia Gaia è ciò che resta di un’altra galassia nana che si è fusa con la Via Lattea. Quella fusione è avvenuta tra 8 e 10 miliardi di anni fa e ha aggiunto otto ammassi globulari e circa 50 miliardi di masse solari di stelle, gas e materia oscura alla Via Lattea. Ha la caratteristica forma di salsiccia per via delle orbite delle stelle. Prima di questo lavoro, gli astronomi tendevano a pensare che la Virgo Radial Merger e la Salsiccia di Gaia fossero i risultati dello stesso evento. Ma ora c’è una stima molto più recente per il VRM, e i due sono considerati eventi separati. 

Gaia
Quando si osserva la distribuzione delle velocità delle stelle nella Via Lattea, le stelle della Salsiccia Gaia formano una caratteristica forma simile a una salsiccia. Questa forma unica è causata dai forti moti radiali delle stelle. Poiché il sole si trova al centro di questa enorme nuvola di stelle, la distribuzione non include le stelle rallentate che attualmente stanno facendo un’inversione a U verso il centro della galassia. Credit: Myeong et al., 2018.
Altre scoperte

Questo lavoro sta potenzialmente gettando nuova luce anche su altre parti della Via Lattea. La Gaia Snail è un gruppo di stelle a forma di spirale vicino al Sole che può essere connesso con il VRM, e potrebbe esserlo anche un altro evento chiamato Splash. Lo Splash è una sottostruttura nel disco della Via Lattea vicino al Sole. Ha una grande popolazione di stelle ricche di metalli che si muovono attraverso orbite altamente radiali nell’alone interno. Ci sono molte domande sull’origine dello Splash, ma questo studio mostra che il VRM potrebbe averlo causato e non sono necessarie altre fusioni più antiche per spiegarlo.

Riferimenti:

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