Altri tre satelliti per NGC 253, anzi due

Sempre più popolata la regione intorno alla grande galassia dello Scultore

La grande Galassia dello Scultore ottenuta con dati della DECam applicata al Telescopio V. Blanco in Cile. (DECalS, Giuseppe Donatiello)

NGC 253, la Galassia dello Scultore, è per dimensioni e massa la seconda grande spirale più vicina alla Via Lattea. Per via della relativa vicinanza – circa 11,5 milioni di anni luce – e prominenza nel gruppo di galassie che domina, è uno tra gli oggetti più studiati del suo genere.

Appena lo scorso giugno, mediante uno studio guidato dall’astrofisico spagnolo David Martínez-Delgado, era stata annunciata la scoperta di tre nuovi satelliti scoperti dall’astrofilo italiano Giuseppe Donatiello. Le piccole galassie – denominate rispettivamente Donatiello II, III e IV – erano quelle che mostravano una netta risoluzione in stelle in un gruppo di tredici candidate. Oltre che a far crescere la popolazione satellitare di NGC 253, hanno permesso di ipotizzare la presenza di una grande struttura complanare analoga a quelle già scoperte intorno alla Via Lattea, M31 e NGC 5128.

Ora un gruppo di astronomi, guidato dalla turca Burcin Mutlu-Pakdil, ha pubblicato uno studio di follow-up eseguito con l’Hubble Space Telescope sia di due galassie satelliti note in precedenza, Scl-MM-dw1 e Scl-MM-dw2, sia annunciando la scoperta di tre nuove galassie nane classificabili come ultradeboli (UFD) denominate Scl-MM-dw3, Scl-MM-dw4 e Scl-MM-dw5.

L’oggetto proposto come Scl-MM-dw3 è risultato però essere corrispondente alla galassia nana Donatiello II, di cui è stata appresa la pubblicazione della scoperta mentre lo studio dei tre candidati era ancora in corso. Non è raro che gruppi separati di astronomi eseguano scoperte indipendenti degli stessi oggetti celesti, così com’è più che normale che una galassia abbia due o più denominazioni, spesso in base alla regione dello spettro di riferimento. Forse l’esempio più famoso è rappresentato dalla galassia NGC 5128, forse più nota come Centaurus A, benché tale denominazione si riferisca alla forte sorgente nel dominio radio.

Per Donatiello II (Scl-MM-dw3) la priorità della scoperta spetta al gruppo di Martínez-Delgado poiché l’articolo è stato accettato circa due mesi prima per la pubblicazione, avvenuta on-line su Astronomy & Astrophysics il 10 agosto [A&A 652, A48 (2021)]. Quale denominazione prevarrà non è dato sapere, non essendoci una regola di riferimento specifica per le galassie. A prescindere, l’uso di HST ha permesso di caratterizzare meglio questo oggetto che già sapevamo non essere banale poiché si proponeva come una delle galassie più deboli mai scoperte fuori dal Gruppo Locale.

Le cinque galassie osservate con HST sono parte del programma Panoramic Imaging Survey of Centaurus and Sculptor (PISCeS) eseguito con la MegaCam applicata al Magellan Telescope e volto a sondare le regioni circostanti alcune grandi galassie vicine, tra cui NGC 253 entro circa 1/3 della sua regione d’influenza mediante l’analisi di 82 immagini da 24×24 primi d’arco.

Le cinque galassie satelliti di NGC 253 in immagini ottenute con la Megacam del Telescopio Magellan di 6,5 m (in alto) e con il Telescopio Spaziale Hubble (in basso). Dal confronto possiamo apprezzare l’enorme differenza in risoluzione dello strumento fuori dall’atmosfera.
Si noti che Scl-MM-dw3 è corrispondente a Donatiello II. (Adattato da Mutlu-Pakdil et al. 2021)

Il gruppo ha ispezionato visualmente tali immagini alla ricerca di sovra-densità e oggetti debolmente risolti affidandosi alle previsioni delle loro simulazioni. Nelle prime battute hanno ritrovato Scl-MM-dw1 (annunciata nel 2014) e Scl-MM-dw2/NGC 253-dw2 (annunciata contemporaneamente da due gruppi di astronomi nel 2015), ma anche tre nuovi candidati. Per osservare i cinque sistemi è stato ottenuto tempo di osservazione con HST al fine di definirne meglio le caratteristiche.

Scl-MM-dw1, estesa circa 2.000 anni luce, ha mostrato una popolazione stellare di età intermedia, comunque non più giovane che 6 miliardi di anni. Le sue caratteristiche sono del tutto simili alle classiche satelliti di bassa luminosità della Via Lattea, come la Nana del Drago. Scl-MM-dw2 si mostra allungata ed estesa per circa 20mila anni luce. In accordo con quanto rivelato in precedenza, manifesta forti segni di interazione con la vicina NGC 253 e la presenza di circa un 10% di stelle giovani, formatisi 1-2 miliardi di anni fa. La sua luminosità assoluta è apparsa leggermente superiore alla media per oggetti dello stesso tipo e manifesta analogie con la Nana del Sagittario, attualmente in fase di distruzione mareale da parte della nostra Galassia. Entrambe le nane hanno distanze simili a NGC 253, cioè circa 11,5 milioni di anni luce.

Le tre nuove galassie nane sono invece risultate estremamente deboli e hanno il ramo delle giganti rosse (RGB) scarsamente popolato. Sono formate da poche stelle con dimensioni rispettivamente di 723, 1225 e 2335 anni luce, quindi compatibili con i tipici sistemi composti da poche stelle molto vecchie e povere di metalli, del tutto simili alle nane ultra-deboli già note per la Via Lattea e M31.

I dati ottenuti per Donatiello II (Scl-MM-dw3) sono sostanzialmente uguali a quelli già determinati dal gruppo di Martinez-Delgado e basati sui dati disponibili nella Dark Energy Camera Legacy Survey (DECaLS) confermando, con una magnitudine assoluta pari a -7,2, la rivelazione di uno dei sistemi più deboli conosciuti fuori dai confini del Gruppo Locale a una distanza di 11,3 milioni di anni luce. Altrettanto per Scl-MM-dw4 e Scl-MM-dw5, benché con meno precisione. Nel complesso, queste tre galassie sono dominate da stelle molto vecchie di seconda generazione, formatisi circa 12 miliardi di anni fa.

Come suggerito in Martinez-Delgado et al. 2021, anche Scl-MM-dw4 e Scl-MM-dw5 possono essere ritenute elementi periferici dell’ipotizzato sistema complanare dei satelliti, sebbene la loro distanza misurata – rispettivamente di 13,3 e 12,7 milioni di anni luce – ponga più di qualche dubbio. Sembra comunque certo che la popolazione di piccole galassie nei pressi di NGC 253 sia destinata ad aumentare ancora nel prossimo futuro grazie a sondaggi sempre più profondi.

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