Astrofisica: nuova luce sui segreti della rotazione delle galassie

Le galassie a spirale sono caratterizzate da una rotazione elevata, con un momento angolare più alto di un fattore 5 di quello delle ellittiche

La dicotomia risiede nel cosiddetto momento angolare per unità di massa che, in fisica, misura il raggio e la velocità della rotazione: le galassie a spirale sono caratterizzate da una rotazione elevata, con un momento angolare più alto di un fattore 5 di quello delle ellittiche. Qual è la ragione di questa diversità? È questo il tema investigato da un nuovo studio appena pubblicato su The Astrophysical Journal da un team di ricerca guidato dalla studentessa di PhD della SISSA JingJing Shi sotto la supervisione  di  Andrea Lapi e Luigi Danese, in collaborazione con Huiyuan Wang dell’University of Science and Technology di Hefei, Cina, e Claudia Mancuso dell’IRA-INAF di Bologna.

I ricercatori si sono concentrati sull’osservazione della quantità di gas precipitato nella regione centrale della galassia in formazione, quella in cui si forma la maggior parte delle stelle. I risultati emersi evidenziano che nelle galassie ellittiche solo il 40% circa del gas disponibile raggiunge quest’area. Quel che è più importante, però, è che lo stesso gas sin dall’inizio si caratterizza per un momento angolare piuttosto basso. Tutto ciò è in stringente contrasto con le condizioni riscontrate nelle galassie a spirale, dove la maggior parte del gas da cui si formano le stelle ha un momento angolare significativamente più alto.

Nello studio, gli scienziati hanno fatto risalire questa singolare differenza alle diversità nei processi che portano alla loro formazione. Nelle ellittiche, la maggior parte delle stelle si produce in un collasso rapido, in cui il momento angolare viene dissipato. Questo processo è poi probabilmente bloccato da una potente fuga di gas causato dall’esplosione di supernove, venti stellari e, persino, dall’emissione del buco nero supermassiccio in accrescimento che si trova al centro delle galassie. Per le spirali, d’altro canto, il gas fluisce verso la regione centrale della galassia lentamente, conservando così il momento angolare, mentre le stelle si formano costantemente in una scala di tempo comparabile a quella dell’Universo.