Le galassie a spirale potrebbero essere state a forma di lenticchia prima di diventare turbini stellati.

La Via Lattea potrebbe una volta aver assomigliato più ad un legume che a un vortice stellato.

Durante la loro insondabilmente lunga esistenza, le galassie a spirale come la Via Lattea sono generalmente considerate come galassie a forma di lenticchia ("lenticulari") e successivamente come ammassi ellittici (SN: 23/04/18). Ma un'analisi delle galassie vicine suggerisce che la nostra galassia, così come altre simili, fosse una volta una lenticolare, secondo quanto riportato dall'astronomo Alister Graham nel Monthly Notices of the Royal Astronomical Society del mese di luglio. Se questo è corretto, l'aggiornamento proposto da Graham alla sequenza evolutiva delle galassie riscriverebbe la storia della Via Lattea.

“Le lenticolari sono sempre state un po' le figlie scartate della morfologia delle galassie," afferma l'astronomo Christopher Conselice dell'Università di Manchester in Inghilterra, non coinvolto nello studio. Ma questo articolo le mette a fuoco, afferma, come un aspetto importante di come cambiano le galassie.

Le lenticolari devono il loro nome al fatto che l'alone di stelle che le circonda, quando osservato di profilo, si ingrossa al centro e si assottiglia verso i lati, proprio come una lenticchia. Queste galassie presentano una confusa miscela di proprietà che ha messo in dubbio la loro posizione presumibilmente centrale nelle sequenze evolutive delle galassie.

“Sappiamo da un po' che questo è quasi certamente sbagliato," afferma Conselice. Particolarmente puzzolente è il fatto che le lenticolari, nonostante i loro dischi a spirale, non abbiano molta gas, che impedisce loro di produrre nuove stelle. Le galassie a spirale, invece, hanno molto gas di formazione stellare e i scienziati non sono sicuri del perché le galassie lenticolari no.

Graham, dell'Università di Tecnologia di Swinburne in Hawthorn, Australia, ha trovato nuovi indizi a questo mistero dell'evoluzione delle galassie considerando i buchi neri.

La maggior parte delle galassie ospita un buco nero supermassiccio al loro centro, e quando le galassie si fondono, si fondono anche i buchi neri. Questo rende la massa del buco nero di una galassia una sorta di registro delle sue collisioni passate. Se una galassia diventa grande inglobando i suoi vicini invece di assorbire il gas circostante, il suo buco nero dovrebbe essere consistente rispetto allo sciame di stelle che lo circonda.

Utilizzando immagini dei telescopi spaziali Hubble e Spitzer, Graham ha confrontato le masse dei buchi neri e delle stelle di circa 100 galassie vicine. Per galassie della stessa forma, ha notato che la massa del buco nero e la massa stellare tendono ad essere legate in modo prevedibile - tranne per le galassie lenticolari.

Quando Graham ha osservato più da vicino le lenticolari, ha capito che esse in realtà sono due gruppi distinti che erano stati raggruppati insieme: quelle che hanno molta polvere interstellare e quelle che non l'hanno. Questa divisione, che ha precedentemente riportato nel Monthly Notices of the Royal Astronomical Society di maggio, potrebbe essere stata una semplice differenza estetica. Ma le masse dei buchi neri delle galassie suggeriscono il contrario.

Le lenticolari ricche di polvere e quelle povere di polvere hanno rapporti completamente diversi tra le masse dei loro buchi neri e delle loro stelle, suggerendo storie diverse e spiegando il comportamento apparentemente disperso delle galassie lenticolari. Le galassie polverose tendono ad avere un buco nero supermassiccio più pesante rispetto a quelli trovati sia nelle spirali che nelle lenticolari prive di polvere. Le lenticolari prive di polvere sono di solito di piccole dimensioni sia per quanto riguarda la massa del buco nero che la massa stellare.

Ciò ha portato Graham a concludere che le galassie a spirale si trovano effettivamente tra i due tipi di lenticolari, dal punto di vista evolutivo. La sua nuova analisi suggerisce che le lenticolari prive di polvere diventano spirali dopo aver catturato piccole "galassie satellite" e altre fusioni minori - aumentando le masse dei loro buchi neri - e avendo vicino gas,

Quando le spirali collidono con altre galassie consistenti, propone, diventano lenticolari ricche di polvere - e infatti, aggiunge, ogni lenticolare ricca di polvere nel suo set di dati è stata precedentemente riconosciuta come il residuo di una fusione di galassie a spirale. Le collisioni tra queste lenticolari ricche di polvere sono in grado di erodere definitivamente i dischi di stelle delle galassie e distruggere la polvere, producendo galassie ellittiche e ammassi.

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I buchi neri sono un buon tracciante dell'evoluzione delle galassie, afferma Conselice, ma la nuova sequenza potrebbe essere controversa. Un problema, afferma, è che le galassie lenticolari nell'universo vicino sono di solito così leggere che avrebbero bisogno di fondersi decine o addirittura centinaia di volte - molto più del valore medio stimato di circa tre in 10 miliardi di anni - per formare una grande galassia a spirale.

Ma le cose potrebbero essere state diverse nell'universo primordiale, aggiunge. In passato, potrebbero esserci state lenticolari più massicce. Scoprire questo potrebbe essere possibile con il telescopio spaziale James Webb, che può vedere una luce infrarossa incredibilmente fioca, permettendo agli scienziati di scrutare più lontano - e più indietro nel tempo - di quanto sia mai stato possibile prima (SN: 16/12/22).

“If you could look in the more distant universe, you could potentially see some of these galaxies when they’re first forming, or when they’re evolving,” Conselice says. “We could potentially really test this idea.”

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