14/05/15

I buchi neri galattici non sono cattivi… **

Abbiamo visto, recentemente, che vi sono due meccanismi principali che potrebbero causare la morte di una galassia, dove per morte s’intende non essere più in  grado di formare nuove stelle.

Il primo è legato alla perdita del materiale necessario alla fabbrica stellare. Esso può dipendere o dal buco nero centrale, che con i suoi “sbuffi” espelle rapidamente tutto il gas e toglie letteralmente di bocca il cibo necessario a creare nuove stelle, oppure da qualche causa esterna, come il vento intergalattico, che trascina via il gas dalla galassia.

Sia un processo che l’altro bloccano la formazione stellare e lasciano all’interno della galassia solo le stelle che erano riuscite a formarsi prima del momento dell’espulsione. Dopo la loro fine tutto resta congelato. Se osserviamo una stella di una certa massa all’interno della galassia troveremmo che la sua metallicità è piuttosto bassa. In altre parole, rimarrebbero solo i fossili relativi al momento in cui il gas è … sparito. Un blocco delle nascite dovuta a un evento che possiamo considerare improvviso. Se consideriamo la mettalicità come l’età della galassia (dato che indica quante generazioni di stelle si sono succedute) potremmo dire che ci troviamo di fronte a galassie morte “bambine”.

Il secondo sistema è forse meno drammatico, ma altrettanto triste. Nessuno elimina il gas necessario per la formazione stellare, ma una specie di scudo maligno (anche se di maligno non ci può essere niente nel Cosmo…) vieta alla galassia di ingoiare nuovo gas dallo spazio circostante. La situazione è nettamente diversa da prima. Il cibo c’è, ma vengono eliminati i rifornimenti successivi. Le stelle della galassia continuano a formarsi, utilizzando, però, del materiale (gas freddo) che si riduce sempre di più. Alla fine, giungerà, comunque, la morte, ma dopo aver utilizzato tutto ciò che vi era a disposizione. Ne consegue che in queste galassie la metallicità dovrebbe essere decisamente più alta, ossia la galassia è riuscita a vivere più a lungo.

Un rozzo schema dei due possibili processi che potrebbero causare la morte di una galassia. Nel primo caso (sinistra), la formazione stellare è bloccata per l’espulsione del gas. La metallicità rimane quella dell’ultima generazione di stelle prima dell’espulsione. Nel secondo caso (destra), non entra nuovo materiale, ma con quello che c’è si riesce a creare nuove stelle che aumentano la metallicità della galassia. Le osservazioni confermano il secondo scenario. Nel grafico ho indicato l’invecchiamento con un numero maggiore di stelle, ma, in realtà, il numero potrebbe rimanere equivalente, dato che tante ne sono morte e tante ne sono nate…
Un rozzo schema dei due possibili processi che potrebbero causare la morte di una galassia. Nel primo caso (sinistra), la formazione stellare è bloccata per l’espulsione del gas. La metallicità rimane quella dell’ultima generazione di stelle prima dell’espulsione. Nel secondo caso (destra), non entra nuovo materiale, ma con quello che c’è si riesce a creare nuove stelle che aumentano la metallicità della galassia. Le osservazioni confermano il secondo scenario. Nel grafico ho indicato l’invecchiamento con un numero maggiore di stelle, ma, in realtà, il numero potrebbe rimanere equivalente, dato che tante ne sono morte e tante ne sono nate…

Cosa si deve fare per decidere tra questi due scenari? Basta prendere una galassia “morta” e vedere la sua metallicità. Se essa è morta “giovane” il meccanismo che funziona è il primo. Se, invece ha metallicità più alta, è morta “vecchia” e, quindi, agisce il secondo meccanismo.

Attraverso uno studio dettagliato su migliaia di galassie si è visto che ciò che succede solitamente è il secondo scenario, per cui si può concludere che le galassie muoiono soprattutto per mancanza di nuovo gas proveniente dall’esterno. Vi è una specie di scudo, di alone caldo, che blocca i rifornimenti.

Al momento, però, si può dire che si conosce, finalmente, il meccanismo, ma non si sa ancora quale sia veramente la causa. Ossia, si sa che “qualcosa” blocca l’ingresso di nuovo materiale, ma non si sa ancora “chi” lo faccia e come. Una cosa alla volta…

La figura che segue mostra uno schema di massima di ciò che potrebbe capitare negli ammassi galattici. Le galassie più esterne sono vive e vegete e continuano a ricevere rifornimenti esterni. Una volta che entrano all’interno dell’alone caldo esistente nella zona centrale dell’ammasso, i rifornimenti finiscono e la galassia consuma quello che le rimane e muore per inedia. Nella figura si semplifica il tutto con un’entrata in qualche cosa, ma, più correttamente, si dovrebbe dire che, dopo un certo periodo di tempo, si forma uno scudo attorno alla galassia che vieta un’ulteriore crescita.

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Un bel risultato, non c’è che dire!

Articolo originale QUI

2 commenti

  1. Mario Fiori

    Notevole scoperta che dovrà essere affinata per capire cosa è questo"scudo". Un tuo parere a caldo carissimo Enzo? Non mi tirare fuori la nostra "amica" materia oscura, mi raccomando, se ti sentono poi si scatenano e :mrgreen:

  2. mah...Mario, io non sono certo uno specialista... ma penserei a una sovrapposizione di effetti. I buchi neri lanciano gas verso l'esterno ad alta temperatura e questo può fare "da tappo". In fondo, già si sa che molte galassie sono circondate da aloni molto caldi. Oltretutto, bisognerebbe vedere se la stessa cosa capita per galassie non appartenenti ad ammassi. Il gas caldo potrebbe essere un regalo dovuto al gas intergalattico che sappiamo essere abbondante. Magari, come spesso capita, è un insieme di processi e non uno solo. Non ci resta che attendere nuovi dati che sicuramente verranno dato che questo problema è particolarmente importante e sentito come mostrano le molte ricerche che sono state fatte e di cui abbiamo spesso parlato. Anzi, se trovo un po' di tempo mi piacerebbe recuperarli tutti e riproporli di seguito...
    Spegnere una galassia non è impresa di poco conto. Tuttavia, dobbiamo anche ricordare che una collisione potrebbe rivoluzionare l'intera faccenda e le collisioni capitano sovente...

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