Una nuova galassia nana nel Gruppo Locale

PISCES VII SI AGGIUNGE ALLA FAMIGLIA DELLA VIA LATTEA

Il suo nome è Pisces VII ed è l’ultima aggiunta nella lista del Gruppo Locale di galassie, la famiglia cui appartiene la nostra Via Lattea. Si trova nella costellazione dei Pesci alla distanza di circa 2,6 milioni di anni luce, appena più distante della Galassia di Andromeda (M31), ma ancora entro la sua zona d’influenza. Essendo distante circa 230 mila anni luce dalla galassia spirale del Triangolo (M33), si pensa che sia un suo secondo satellite e pertanto ha ricevuto una seconda denominazione Triangulum III. Era dal 2013 che non si scopriva una nuova galassia nel gruppo di Andromeda.

La scoperta è stata annunciata da un team internazionale guidato dallo spagnolo David Martìnez-Delgado (Instituto de Astrofísica de Andalucía CSIC a Granada), ma il ritrovamento si deve all’astrofilo italiano Giuseppe Donatiello (responsabile della Sezione Nazionale di Ricerca Profondo Cielo dell’Unione Astrofili Italiani), già scopritore di un’altra galassia nana vicina, la Donatiello I.

Già da alcuni anni, Donatiello è coinvolto nella ricerca di galassie nane vicine e – in stretta collaborazione con Martinez-Delgado – nello studio dei flussi stellari (tidal stellar streams) dovuti alla distruzione mareale di galassie nane intorno a spirali simili alla nostra, nonché in attività di ultra-deep imaging di galassie vicine al Gruppo Locale.

A CACCIA DELLE GALASSIE MANCANTI

Donatiello è partito dal presupposto che un gran numero di galassie nane locali manchi tuttora nel censimento di quelle esistenti. Il nostro vicinato galattico comprende tre spirali, due ellittiche, nove irregolari (comprese le due Nubi di Magellano) e almeno 70 galassie nane ellittiche, irregolari, sferoidali e “nane ultradeboli” (Ufd).

Il modello cosmologico Lambda-Cold Dark Matter descrive abbastanza bene quanto osserviamo a grande scala nell’Universo e mostra come la formazione delle galassie maggiori avvenga alle spese di quelle più piccole, in seguito a ripetuti fenomeni di cattura e assorbimento all’interno di ambienti dominati dalla materia oscura.

I sopravvissuti di tale processo sono i piccoli satelliti che, a loro volta, sono tenuti insieme da aloni più piccoli. Tuttavia, ne osserviamo molti meno delle centinaia previste nelle simulazioni (una sessantina intorno alla Via Lattea e una trentina intorno a M31). Se il paradigma Lambda-Cdm è corretto, vuol dire che la gran parte dei satelliti è stata distrutta e inglobata dalle galassie maggiori, oppure sfugge al rilevamento perché di debole luminosità.

Intorno alla Via Lattea e Andromeda, sono ancora presenti i resti di queste interazioni, sotto forma di complessi sistemi di flussi stellari, splendidamente rilevati da specifiche ricerche nella regione intorno a M31 e M33. La scoperta della galassia Donatiello I nel 2016 (distante circa 10 milioni di anni luce), era la prova che in quei dati si poteva raccogliere ancora qualcosa, tuttavia c’era un’ampia regione del tutto inesplorata o coperta in modo frammentario dalla Sloan Digital Sky Survey (Sdss) negli ultimi vent’anni. La più recente rassegna Pan-Starrs, pur coprendo bene la regione d’influenza di M31, non offriva invece la profondità adeguata a una concreta ricerca di nuovi satelliti.

Nel frattempo, sono state rese pubbliche le immagini della Dark Energy Camera Legacy Survey (Decals), ottenute con il Blanco Telescope da 4 metri sul Cerro Tololo in Cile, di adeguata profondità per tentare una ricerca limitata ad alcune zone vicine a M33 e un’ampia striscia a sud, sebbene lontana da M31.

La probabilità di successo decresce in proporzione alla distanza da M31, ma questo non ha scoraggiato l’ispezione visuale dell’archivio entro un raggio di circa 10 gradi dalla galassia. La regione coperta dai dati Decals si estende per circa 600 gradi quadrati e in essa sono state cercate galassie nane e sparuti raggruppamenti di stelle risolte. Compito non facile, perché le galassie nane, e in particolare le ultradeboli, si mimetizzano abilmente tra centinaia di lontani ammassi di galassie.

LA SCOPERTA DI PISCES VII

Un promettente candidato è stato trovato lo scorso settembre. La sorgente era chiaramente risolta in deboli stelle di luminosità compatibile con la distanza di M31. Le immagini Decals, pur profonde, non erano abbastanza per una valida fotometria, quindi è stato chiesto supporto al nostro Telescopio Nazionale Galileo (Tng) da 3,58 m.  Delle osservazioni, utilizzando il tempo discrezionale messo a disposizione dal direttore Ennio Poretti, se n’è occupato Walter Boschin, astronomo di servizio al Tng, già coinvolto nella conferma della Donatiello I.

Il 17 novembre 2020, il Tng ha ottenuto ottimi dati fotometrici, grazie ai quali due giovani dottorande, Noushin Karim ed Emily J. E. Charles, sotto la guida di Michelle L. M. Collins del Physics Department, University of Surrey in Inghilterra, hanno ottenuto un preciso diagramma colore-magnitudine (Cmd). E così si è potuto confermare che la nana è nella regione d’influenza di M31. Allo studio hanno partecipato anche Matteo Monelli dell’Instituto de Astrofísica de Canarias (Iac) ed Emilio J. Alfaro della Facultad de Física, Universidad de La Laguna a Tenerife, i quali si sono occupati degli aspetti morfologici e strutturali del nuovo oggetto.

La stima di distanza ottenuta (da perfezionare con nuove osservazioni, magari con il Telescopio Spaziale Hubble), pone Pisces VII alla medesima distanza di M33 e distante da essa circa 230 mila anni luce, perciò si candida come suo satellite, esteso circa 6000 anni luce.

Prima di Pisces VII, M33 aveva un solo incerto candidato satellite (Andromeda XXII). Se consideriamo che la Grande Nube di Magellano, di massa simile, ne possiede almeno sette, la penuria di satelliti di M33 è un’anomalia che potrebbe essere conseguenza del suo passato d’interazioni con la più massiccia M31 (di cui è peraltro satellite), ma recenti studi indicano che M33 sia al suo primo avvicinamento nel sistema. Se così fosse, dovrebbe ancora avere i suoi satelliti originari. Se non li troviamo, è per un limite degli attuali strumenti di sondaggio, incapaci di rivelare oggetti del tipo Ufg.

La scoperta di Pisces VII dimostra come ci siano ancora molte galassie nane debolissime che attendono di essere rivelate. Pisces VII ne rappresenta la punta dell’iceberg, oppure il fondo di quelle tuttora rivelabili con i sondaggi attuali.

Galassie come questa sono veri fossili rimasti quasi immutati dal momento della loro formazione e sono laboratori ideali in cui indagare le condizioni che portato alla nascita delle prime stelle, la loro chimica e forniscono informazioni indispensabili sulla natura degli aloni di materia oscura, la misteriosa sostanza che permea l’Universo.

A prescindere dall’aspetto astrofisico, con la seconda scoperta, Giuseppe Donatiello ha ottenuto un nuovo primato. Dopo essere stato il primo astrofilo al mondo ad avere una galassia nominata in suo onore, adesso è anche il primo ad aver scoperto una galassia del Gruppo Locale.

A Giuseppe, che Cosmo si pregia di annoverare fra i suoi collaboratori, la direzione e la redazione della nostra rivista rivolge i migliori complimenti per questa nuova impresa.

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