7/10/13

L’origine delle galassie nane ultracompatte **

Soltanto una decina di anni fa è stato scoperto un nuovo tipo di galassie (o qualcosa del genere): le galassie nane ultracompatte, chiamate brevemente UCD (Ultra-Compact Dwarf galaxies). Esse presentano un’alta densità stellare e dimensioni molto ridotte. Recentemente se n’è aggiunta una veramente straordinaria in termini di densità. Ne approfitto per fare il punto della situazione e richiamare la loro possibile origine.

Una galassia UCD ha mediamente dimensioni dell’ordine di 200 anni luce e contiene circa 100 milioni di stelle. L’ultima arrivata, la M60-UCD1 è particolarmente interessante. Immaginate la distanza tra il Sole e la sua stella più vicina (α Centauri) che misura poco più di 4 anni luce. Tra le due stelle, nella nostra galassia, vi è il vuoto o, al più, tenui nubi di gas. Ebbene, in M60-UCD1, in questo piccolo spazio, esistono ben 10 000 stelle. Al momento è la più densa mai scoperta, ma siamo solo all’inizio della conoscenza di questi strani e ancora abbastanza ambigui oggetti celesti.

Essa appartiene all’ammasso galattico della Vergine, che si trova a circa 54 milioni di anni luce da noi. Pensate che in un raggio pari a  80 anni luce vi è la metà della massa totale, che si stima essere di circa cento milioni di volte quella del Sole. In altre parole, una densità stellare circa 15000 volte superiore a quella esistente nei pressi della nostra stella. Sarebbe sicuramente molto più facile, per gli abitanti di eventuali esopianeti, incontrarsi tra loro, anche se con la moderna tecnologia terrestre ci vorrebbero, comunque, secoli di viaggio.  Parlare di esopianeti non è così poi strano anche se l’ambiente sembrerebbe molto diverso dal nostro. Le osservazioni hanno individuato abbondanze di elementi chimici simili a quelli del Sole e quindi un terreno fertile per la creazione della vita.

M60-UCD1
M60 e la supposta galassia nana ultra compatta M60-UCD1. Fonte: X-ray: NASA/CXC/MSU/J.Strader et al, Optical: NASA/STScI

A molti di voi, le frasi dette precedentemente avranno sicuramente richiamato un altro tipo di oggetti celesti: gli ammassi globulari. Anch’essi, in fondo, sono ammassi di stelle estremamente densi e oltremodo compatti. Quali sono le vere differenze tra una UCD e un ammasso globulare? In realtà, non molte. Non per niente le idee, sulla formazione delle UCD rimangono ancora altalenanti: siamo di fronte ad ammassi globulari particolarmente massicci e isolati o a nuclei galattici che sono stati “spogliati” delle stelle periferiche e delle parti gassose esterne attraverso i ben noti effetti mareali che si verificano durante incontri ravvicinati tra galassie? Ricordiamo che molti ammassi globulari hanno una densità stellare più alta di quella mostrata da M60-UCD1. Essa sarebbe un record solo se considerata come galassia nana.

La M60-UCD1 mostra una caratteristica che sembrerebbe far propendere per la seconda ipotesi. Chandra (sempre lei!) ha individuato la presenza di una sorgente X nel centro dell’ammasso. Se essa fosse dovuta a un buco nero galattico questi avrebbe una massa pari a circa dieci milioni di volte quella del Sole. Un fatto molto importante, dato che solitamente negli ammassi globulari non è presente un gigantesco buco nero centrale (NEWS!! Negli ammassi globulari potrebbero nascondersi buchi neri intermedi). Inoltre, gioca a favore della galassia “spogliata” l’abbondanza di elementi simili a quelli solari e la massa particolarmente elevata dell’intera struttura.

Tuttavia, anche se i ricercatori propendono fortemente per questa soluzione, dobbiamo ricordare che lo stesso tipo di sorgente X potrebbe essere collegata a un sistema binario di piccola massa (come QUESTO), dove una stella che riempie il proprio lobo di Roche trasferisce materia su un buco nero stellare o stella di neutroni, sua compagna. In questi casi, l’emissione di raggi X può essere particolarmente violenta e paragonabile a quella di un buco nero galattico.

In ogni modo, sia che siano galassie che hanno perso il “vestito” stellare esterno, strappatogli dagli effetti mareali di una galassia che le è passata vicina, sia che siano enormi ammassi globulari, magari anch’essi strappati dalla loro orbita galattica, le UCD sono oggetti estremamente importanti per la storia dell’Universo. La loro scoperta così recente ha, ovviamente, una spiegazione semplicissima. Prima dell’avvento dei super telescopi esse venivano scambiate o per stelle singole o per galassie molto lontane.

Il lavoro originale può essere scaricato QUI.

 

NEWS!! Scoperti due buchi neri enormi in due altre galassie nane ultracompatte

23 commenti

  1. Supermagoalex

    Mi è venuto subito in mente che queste galassie nane fossero simili agli ammassi stellari.
    Mi ricordo questa estate vidi per la prima volta M13 con un telescopio, che emozione! Sono tra i miei oggetti galattici preferiti :)

  2. gabriel

    Salve, ho una domanda da porre.
    L'elevata densità  di stelle unita alla "poca" distanza che separa le une dalle altre (10000 stelle in una distanza di 4 anni luce) le porta ad avere interazioni paragonabili a quelle dei sistemi stellari binari, solo espanse per un numero molto maggiore di stelle che entrano in relazione reciproca? Come è possibili che si formi nel nucleo galattico un sistema binario non influenzato da un numero così vicino di compagne? 

  3. Il Corvo

    Io avrei un altra domanda caro enzo, nelle galassie nane ultra compatte se le stelle sono cosi vicine e quindi interagiranno molto spesso tra loro come potrà un esopianeta mantenere o sviluppare la vita visto che e in pericolo di Fionda gravitazionale tra le sue stelle e le loro forze attrattive e repulsive soprattutto se le stelle hanno orbite ellittiche e quindi al loro avvicinamento potrebbero spingere il pianeta o i pianeti fuori dalla zona abitabile?

    Non so se mi sono espresso bene ma credo che tu con la tua grande esperienza possa aver compreso la mia domanda.
    Ciao a tutti e grande articolo! 

  4. alexander

    purtroppo non ho letto molto circa gli ammassi globulari, mi sembra pero' di ricordare che questi abbiano un'interazione gravitazionale particolari con la proprka galassia, quasi ne fossero dei veri e propri satelliti...
     

  5. alexander

    se cosi fosse si potrebbe utilizzare l'interazione gravitazionale che lega questi oggetti alle galassie vicine per capire se si tratta di ammassi globulario di galassie nane...
     

  6. caro Gabriel,

    le stelle doppie sono normalmente ben più vicine di quanto possa sembrare. Negli ammassi globulari "normali" ve ne sono moltissimi (non per niente si originano le vagabone blu). Sicuramente, la ressa fa sì che scarseggino quelli molto staccati e che sistemi al limite possano venire divisi.

     


  7. caro Corvo,

    sicuramente la vita dei pianeti avrebbe problemi di durata. Ma tra tanti qualcuno potrebbe anche sopravvivere il tempo necessario. Pianeti vicini a nane rosse, ad esempio, sarebbero abbastanza tranquilli

     


  8. caro Alexander,

    normalmente sì, ma non vi è alcun problema a "strapparli" durante un passaggio ravvicinato così come può essere capitato a gas e stelle di una galassia che è diventata ... nana. Negli ammassi galattici ne sono già stati osservati di isolati.

     


  9. Andrea I.

    Enzo, non é stata stimata la possibile etá di questa splendida comunitá? (ho letto, anche se in fretta, il lavoro originale e non mi pare di aver visto una possibile stima).
    Molto intrigante l'ipotesi della loro possibile origine. 
    Grazie per l'articolo.

  10. caro Andrea,

    non ho detto niente, dato che la stima si basa su calcoli relativi alle abbondanze chimiche molto aleatori. Diciamo, comunque, che dovrebbe aggirarsi tra i 9 e gli 11 miliardi di anni fa. Ma potrebbe anche essere più antica.

     


  11. Andrea I.

    Grazie! Sempre piú intrigante, la faccenda. Non vedo l'ora che trapelino altri dettagli.... :mrgreen:

  12. manuela

    che meraviglia, articolo magistrale, hai praticamente prevenuto tutte le domande che avrei fatto, e quelle che non hai prevenuto tu (tipo i possibili problemi per la vita e l'età..) le hanno già fatte i miei compagni di viaggio....quando una ha avuto una pessima giornata deve solo leggere un articolo di Enzo e i commenti per rappacificarsi con la vita...grazie

  13. Vedi il brutto del blog? Non posso mettere neanche un "Grazie" in automatico :wink: ... 

  14. beppe

    Come sempre Red ha ragione, ottimo articolo!
     
    Come fa un sistema di 10000 stelle ammassate in un diametro di 4 anni  luce a rimanere stabili?
    sembra di essere nella Metro di Milano nell'ora di punta!
    Ma le stelle negli ammassi (o nelle galassie nane) pagano di più di assicurazione sulla vita? :mrgreen:  

  15. caro beppe,

    sì, la folla c'è e si vede. Ma il cubo di 4 è un numero abbastanza grande e se disperdi 10000 stelle in quel volume, vedrai che non sono proprio così vicine. Certo che sistemi doppi molto staccati hanno i loro problemi. Insomma, le "coppie" che non si amano troppo si possono separare più facilmente. Diciamo che vi è una legge sul divorzio molto più rapida nelle sue azioni... :mrgreen:

     

  16. Roberto Castagnetti

    In effetti le stelle sono a distanze comunque non ravvicinatissime per le nostre tecnologie propulsive.
    Per capire un po' l'ordine di grandezza ho provato a fare un po' di calcoli e, se non mi sono "incartato" immagino che se prendessimo una comune biglia di vetro rappresentante il Sole e la ponessimo al centro della mia città, Modena, la biglia rappresentante Alpha Centauri si troverebbe circa a Ginevra, a piú di 400 km.
    Se ci trovassimo in M60 UCD1 potremmo trovare la prima stella più o meno a Parma.
    Se immaginiamo che in questa scala il nostro Sistema Solare avrebbe un raggio di due o trecento metri e che per raggiungere Plutone New Horizon impiegherà circa 16 anni ecco che siamo sempre a distanze non facilmente "affrontabili".
    Certo che probabilmente avrebbero un cielo "mozzafiato".
    Avendo usato la "spannometria" in pausa pranzo spero di non aver sbagliato i conti...
    Bell'articolo
    Grazie
    Roberto Castagnetti

  17. Roberto Castagnetti

    Chiedo scusa ma penso proprio di essermi incartato.
    400 km diviso 10000 fa 40 metri
    Allora la stella piú vicina sarebbe interna al nostro Sistema Solare ...
    Mamma mia!
    Roberto Castagnetti 

  18. caro Roberto,

    direi proprio che ci siamo. Il vicino è sempre molto relativo... :lol:

    grazie per la collaborazione!

     

  19. davide1334

    diciamo che se ci trovassimo su un pianeta attorno ad una di queste stelle,vi sarebbe un cielo assai luminoso o no?più che altro mi chiedo,in mezzo ad un traffico simile,considerando una tecnologia e "occhi" pari ai nostri attuali si riuscirebbe a vedere oltre?cioè si riuscirebbe a scorgere lo spazio profondo e vedere altre galassie lontane e avere un quadro generale dell'universo?l'universo visibile sarebbe "ampio" come il nostro o ci sarebbero limitazioni?

  20. aspetta Roberto...

    facciamo un attimo i conti.

    10000 stelle ogni 4 anni luce, vuol 10000 stelle in un volume pari a 8 ** 3 = 512 anni luce cubici. Risultano 20 stelle ogni anno luce cubico. Si ha quindi una media di distanza tra le stelle pari a 0.05 AL che vuol sempre dire ben 3000 Unità Astronomiche. Beh... sì, sono vicine, ma i pianeti stabili sono ben più vicini al loro Sole.

    Se non ho sbagliato anch'io.... :mrgreen:

     

  21. caro davide,

    direi proprio di no. In cielo ci sarebbero molte più stelle luminosissime, ma non tanto da illuminare il cielo. Pensa a quanto debole è già il Sole se visto da Plutone...

     

  22. Roberto Castagnetti

    Giusto. Avevo fatto calcoli brutalmente lineari e non di volume.   :oops:
    Si salverebbero allora Plutone e la Fascia di Kuiper ma non la Nube di Oort.
    Oggetto veramente interessante.
    Da quanto ho capito è vicina ad M60 che é una galassia ellittica, cioè una galassia risultante da un processo di fusione di galassie, giusto? Sarebbe stata allora "spogliata" da una particolare interazione con essa. Dall'immagine ottica non noto strutture tra i due oggetti, ma é chiaramente una affermazione arbitraria non avendo altri elementi.
    Sarebbe interessante sapere la sua velocità relativa rispetto a M60, magari é stata "fiondata" via dopo una serie di passaggi, oppure è un satellite che prima o poi verrà inghiottito.
    Perdona l'accanimento ma mi ha intrigato...

  23. caro Roberto,

    da quanto ho letto nell'articolo originale sembra che la posizione raggiunta dalla "piccolina" risalga a miliardi di anni fa e che quindi ben poco possa dire rispetto all'origine rispetto alla "cicciona". Tuttavia, entrambe le possibilità possono riferirsi a un incontro ravvicinato diretto o a un contraccolpo indiretto durante l'unione di galassie più grandi. Le forze di marea possono aver strappato un ammasso globulare e averlo inserito nello spazio profondo, a distanza di sicurezza, così come può essere stata strappata la materia che circondava il nucleo. temo che non sapremo mai le sue origini... almeno per un po'...

     

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