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Svelato l’anello mancante dell’evoluzione galattica

Artist’s impression of a galaxy forming stars within powerful outflows of material blasted out from supermassive black holes at its core. Results from ESO’s Very Large Telescope are the first confirmed observations of stars forming in this kind of extreme environment. The discovery has many consequences for understanding galaxy properties and evolution.

Una nuova ricerca guidata da una laureanda dell’University of Massachusetts Amherst fa luce sull’anello mancante dell’evoluzione galattica: il legame tra la formazione stellare e la crescita dei buchi neri. Due fattori chiave la cui interazione si pensa abbia un ruolo fondamentale nel processo galattico, rimasta, tuttavia, un mistero per gli astronomi, almeno finora.
Pubblicato su The Astrophysical Journal, il lavoro della laureanda Meredith Stone rimarca i segni nello spettro luminoso galattico dai quali emerge il rapporto tra l’accrescimento dei buchi neri e il tasso di formazione stellare. Lo studio apre così la strada al telescopio spaziale James Webb, il più potente telescopio spaziale, che ha da poco rilasciato la sua prima immagine, che si spera possa risolvere questo enigma grazie alla sua capacità di osservazione nel medio infrarosso.

L’interazione tra i due processi chiave dell’evoluzione galattica, la crescita di buchi neri e la formazione stellare, è rimasta finora a noi invisibile in quanto fenomeno che si manifesta, o meglio si nasconde, dietro le enormi nubi di polvere galattica: una coltre che funge a tutti gli effetti da filtro per la luce visibile, assorbendone più del 90%. Da qui la nostra difficoltà nello studiare questa interazione.

Tuttavia, il processo di assorbimento non avviene senza lasciare tracce: quando cattura la luce visibile, la polvere galattica, infatti, si riscalda. Un calore che, sebbene invisibile agli occhi umani, non passa inosservato allo sguardo all’infrarosso dei telescopi.

Utilizzando il telescopio spaziale Spitzer di Nasa, nello specifico la sua campagna osservativa Goals, Stone ha, quindi, studiato le lunghezze d’onda nel medio infrarosso di alcune delle galassie tra le più luminose e relativamente vicine alla Terra. Lo scopo era quello di cercare nello spettro luminoso i segni rilevatori dell’interazione tra buchi neri e stelle nascenti. Essendo queste impronte, tuttavia, estremamente deboli e quasi impossibili da distinguere dal rumore di fondo dello spettro infrarosso, il team ha trovato il modo per calibrare le misure di questi traccianti in modo che fossero più distinti e farli emergere dal resto.

Rinforzate queste impronte, i ricercatori hanno constato che in una galassia la crescita dei buchi neri e la formazione stellare avvengono contemporaneamente e sembrano influenzarsi a vicenda. Il lavoro ha permesso inoltre di calcolare il rapporto che descrive il legame tra i due processi.
Un risultato scientifico importante non solo in sé, ma soprattutto in relazione alla missione appena incominciata del potente James Webb.

Immagine in evidenza: Rappresentazione artistica di stelle nate all’interno dei venti dei buchi neri supermassicci crediti: Eso

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