Nessuna galassia è uguale all’altra, c’è sempre qualcosa che le rende diverse: gli aloni, i rigonfiamenti, gli ammassi, i dischi di polveri, la quantità di lavoro per produrre nuove stelle, la direzione di rotazione. Perché queste differenze? Quali processi obbligano una galassia a non formare più stelle o la fanno ruotare in un modo piuttosto che in un altro?

E’ difficile rispondere a domande di questo tipo, ma una ricerca recente si sta avvicinando a farlo. Usando l’ultimo set di dati di SAMI (Sidney-AAO Multi-Object Integral-Field Spectrograph), uno spettrografo all’avanguardia installato sul Telescopio Anglo-Australiano nel New South Wales, un team internazionale guidato da ricercatori dell’Università di Sydney ha analizzato nel dettaglio la struttura di un cospicuo campione di galassie.

I risultati dello studio sono stati sorprendenti: il modo in cui una galassia ruota dipende dalla sua grandezza, e la velocità di rotazione può essere stimata a partire dalla sua massa. Ma non solo: anche l’ambiente circostante modifica la rotazione, quindi la presenza di altre galassie vicine contribuisce al modo in cui una galassia evolverà nel corso della sua vita. Il fatto che dimensione e ambiente influenzino contemporaneamente la complessa dinamica che permette alle galassie di vivere apre la strada a nuove considerazioni sulla loro evoluzione e su quella del nostro Universo.

La rotazione delle galassie

All’interno delle galassie orbitano stelle, sistemi planetari, ammassi, nebulose, gas e polveri legati tra loro dalla forza di attrazione gravitazionale. Il loro movimento attorno al nucleo della galassia di cui fanno parte dipende dall’equilibrio interno tra gravità, forze di marea, velocità radiali. Di conseguenza, le galassie cambiano continuamente la loro morfologia interna. A causa di questa dinamica molto complessa, è difficile studiarne approfonditamente i dettagli e i cambiamenti.

Una delle caratteristiche più difficili complicate (per non ripetere “difficili”) da misurare e analizzare è la rotazione. Finora gli astronomi non erano ancora riusciti a capire da cosa fosse influenzato il senso di rotazione di una galassia, o cosa determinasse la sua velocità rotazionale. In alcune galassie il materiale ruota attorno al nucleo molto più velocemente rispetto ad altre: capire le cause e le conseguenze di questo fatto porterebbe anche a una maggiore comprensione della capacità di una galassia di formare continuamente nuove stelle o di fermarsi nella sua attività anche per milioni di anni.

Con il terzo set di dati di SAMI rilasciato di recente gli scienziati sono riusciti ad analizzare numerose galassie campione e a comprendere i fattori che influenzano la loro rotazione. “L’enorme quantità di dati disponibili dall’indagine di SAMI ci ha permesso di identificare somiglianze e differenze, così da comprendere più a fondo i fattori che influenzano l’evoluzione delle galassie” spiega Scott Croom, autore principale dello studio e professore presso l’Università di Sydney.

Il ruolo di SAMI

Il senso di rotazione di una galassia viene rilevato studiando l’effetto Doppler negli spettri elettromagnetici acquisiti, ovvero lo spostamento della frequenza di emissione della luce in un verso oppure nell’altro, che ci suggerisce se le sue stelle si stanno avvicinando o allontanando da noi. Tuttavia, questo è possibile solo se la galassia si presenta all’osservazione entro un certo angolo di visuale: non possono mostrarsi “di taglio” o “di faccia”, altrimenti non riusciamo a comprendere la dinamica dei corpi celesti in essa contenuti. Sono quindi necessarie numerose galassie campione in condizioni favorevoli per poter ipotizzare una teoria unificata su come funzioni la loro rotazione.

Ecco perché il ruolo di SAMI è stato di grande importanza. Il nuovo studio ha sfruttato le osservazioni effettuate con questo strumento che, lavorando con le fibre ottiche, ha permesso di catturare le bande colorate degli spettri in diversi punti di ognuna delle tremila galassie studiate. Un lavoro che sicuramente offrirà molti spunti per ricerche future, come dice il professor Croom: “L’indagine ora è finita, ma rendendola pubblica speriamo che i dati continuino a dare frutti per molti altri anni a venire”.

Cosa ci aspetta in futuro

Se i dati ottenuti con SAMI sono stati di grande importanza per una comprensione sempre più approfondita della dinamica delle galassie, anche il futuro prospetta nuove scoperte interessanti. Quest’anno inizierà a operare Hector, un altro spettrografo che sarà istallato sull’Anglo-Australian Telescope e che aumenterà la precisione delle misure e il numero di galassie osservate. Conoscere a fondo la loro crescita e morfologia e i loro cambiamenti spiana sempre più la strada verso una maggiore comprensione dell’evoluzione del nostro Universo.

L’articolo completo: The SAMI Galaxy Survey: the third and final data release

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