James Webb osserva un onda d’urto intergalattica

Il telescopio James Webb osserva un interessante onda d'urto generata dalla galassia intrusa NGC 731b nel Quintetto di Stephan.
Un team di astronomi ha utilizzato ALMA per confermare le immagini del James Webb Space Telescope che ha scoperto un impianto di riciclaggio di idrogeno molecolare caldo e freddo nel Quintetto di Stephan. Credit: ALMA

Il celebre James Webb Space Telescope osserva un onda d’urto causata da una collisione intergalattica nel famoso Quintetto di Stephan. L’ultime osservazioni confermate anche dall’ALMA (Atacama Large Millimeter Array) hanno fornito agli astronomi la vista di una galassia intrusa, NGC 731b mentre attraversa questo spazio congestionato all’incredibile velocità di 800km/s.

La violenta invasione di NGC 731b ha innescato un oda d’urto più grande dell’intera Via Lattea. Le increspature che si formano nel plasma interstellare hanno attivato un rimescolamento dell’idrogeno freddo e caldo in questa tumultuosa regione del cosmo.

La galassia NGC 731b

La scoperta di questi fenomeni è molto importante per comprendere come questi fenomeni violenti possano influenzare sia la formazione stellare che l’evoluzione delle galassie. “Mentre NGC 731b si schianta contro il gruppo, si sta attraversando un vecchio streamer di gas probabilmente causato da una precedente interazione tra le galassie. Tutto questo sta generando un’onda d’urto enorme”, afferma in una nota (rif.) Philip Appleton, astronomo capo della ricerca.

“James Webb ha catturato un onda d’urto che passa attraverso uno streamer gassoso, creando uno strato di raffreddamento dei gas altamente turbolento e instabile. Nelle regioni interessate da questa attività violenta stiamo osservando strutture inaspettate ed il riciclo dell’idrogeno. L’idrogeno molecolare forma la materia prima che forma le stelle. Capire il suo destino ci dirà di più sull’evoluzione del Quintetto di Stephan e delle galassie in generale” ha aggiunto.

Situato a circa 270 milioni di anni luce dalla Terra nella costellazione di Pegaso, il Quintetto di Stephan comprende le galassie NGC 7317, NGC 7318a, NGC 7318b, NGC 7319 e NGC 7320. Le cinque galassie sono da sempre un laboratorio ideale per studiare le interazioni galattiche, comprese le collisioni violente e come queste interazioni influenzano i loro ambienti.

Il quintetto di Stephan: lab ideale

Nonostante il quintetto di Stephan sia un laboratorio ideale per studiare questi fenomeni ha una particolarità. Nelle cinque galassie che lo compongono non vi è intensa formazione stellare benché vi siano costanti collisione tra le galassie presenti. Ed è proprio questa peculiarità che permette agli astronomi di osservare la turbolenza senza la maschera generata dalla formazione stellare.

Approfittando di questa opportunità, Appleton ed il suo team hanno ingrandito tre regioni chiave nel Quintetto di Stephan utilizzando ALMA, un interferometro astronomico di 66 radiotelescopi nella regione del deserto di Atacama nel nord del Cile. Le osservazioni hanno permesso agli astronomi di costruire il primo quadro chiaro di come l’idrogeno gassoso viene continuamente spostato e modellato.

Un immagine dell'array di 66 radiotelescopi ALMA in Cile.
Un immagine dell’array di 66 radiotelescopi ALMA in Cile. Credit: ALMA

“Il potere di ALMA è evidente in queste osservazioni. Ha fornito agli astronomi nuove intuizioni e una migliore comprensione di questi processi precedentemente sconosciuti”, ha affermato nella stessa dichiarazione Joe Pesce, responsabile del programma ALMA presso la US National Science Foundation.

Le regioni d’indagine

Il centro dell’onda d’urto è chiamata CAMPO6. La regione è un enorme nuvola di molecole fredde rimodellate da una massa d’idrogeno molecolare caldo. Ogni volta che i processi si ripetono, l’idrogeno è riciclato attraverso le medesime fasi di temperatura. Stiamo osservando la disintegrazione di una nuvola di molecole fredde in un gas super caldo. La cosa interessante è che il gas passa semplicemente attraverso fasi calde e fredde”, ha detto Appleton. “Non comprendiamo ancora questi cicli, ma sappiamo che il gas attraversa queste fasi perché le dimensioni sono maggiori del tempo necessario affinché, le nuvole di cui è composto, vengano distrutte”.

Questo impianto di riciclaggio dell’idrogeno non è l’unico bizzarro fenomeno che le onde d’urto stanno generando. In una altra regione chiamata CAMPO5, il team ha scovato nubi fredde di gas collegate da un flusso di gas idrogeno molecolare caldo. Una delle nubi è a forma di proiettile e sta perforando il filamento, formando a una struttura ad anello. Delle regioni indagate, CAMPO4 sembra essere la più normale. Ospita un ambiente meno turbolento l’idrogeno collassato ha innescato la creazione di un disco di stelle. Il team pensa che questo sia l’inizio della formazione di una piccola galassia nana.

“Nel campo 4, è probabile che le grandi nubi di gas preesistenti siano diventate instabili a causa dello shock e siano collassate per formare nuove stelle”, ha affermato Pierre Guillard, ricercatore dell’Institut d’Astrophysique de Paris. “L’onda d’urto nel mezzo intergalattico del Quintetto di Stephan ha formato tanto gas molecolare freddo quanto ne abbiamo nella nostra Via Lattea. Eppure la formazione stellare è lenta”. Guillard ritiene che queste osservazioni abbiano implicazioni significative per i modelli teorici. Tuttavia, sarà necessario ulteriore lavoro per comprendere l’effetto della turbolenza e il modo in cui il gas caldo e freddo si mescolano. 

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