Le grandi abbuffate della galassia M31

La nostra grande vicina in andromeda non si alimenta con regolarità

Rappresentazione artistica della Galassia di Andromeda con alcuni ammassi globulari.

Nel modello cosmologico standard, le grandi galassie, come la Via Lattea, crescono attraverso la cattura e fusione con sistemi stellari più piccoli. Tale accrescimento dovrebbe avvenire attraverso un flusso abbastanza costante nel tempo con occasionali eventi di cattura più importanti. La scoperta della Galassia Nana del Sagittario (SagDEG) e del suo flusso stellare, ha rivelato uno scenario ben più complesso, svelando un’insospettabile ricchezza di sottostrutture. Vari sondaggi fotografici e, più recentemente, i dati di Gaia hanno portato alla scoperta di resti riconducibili ad antichi pasti galattici e a un centinaio di flussi stellari.

Popolazioni distinte di ammassi globulari

M31 esibisce popolazioni di ammassi globulari distinte per metallicità e cinematica. [Tratto da G. F. Lewis et al. 2022]

Nel 2019, nell’alone esterno di Andromeda (M31) sono state identificate popolazioni di ammassi globulari cinematicamente distinte. Queste sottostrutture sono state anch’esse interpretate come retaggio di storie di accrescimento più pronunciate occorse in due epoche ben separate.

Essendo la grande galassia più vicina alla nostra, di massa e morfologia comparabile, lo studio nel dettaglio delle sottostrutture di M31 può fornire informazioni per meglio comprendere quelle della Via Lattea.

Precedenti studi avevano indagato le proprietà della popolazione interna degli ammassi globulari di M31, permettendo di dividerli in base al contenuto di metalli. Dallo studio è emerso che i globulari più ricchi di metalli erano compatibili con la rotazione del disco, mentre quelli più poveri esibiscono una maggiore dispersione.

La Struttura Dulais è stata identificata grazie alla disposizione peculiare di una ventina di ammassi globulari con proprietà simili.
(Geraint Lewis)

Un flusso invisibile

Un gruppo di astronomi, guidati da Geraint F. Lewis dell’Università di Sidney, ha quindi intrapreso un’esplorazione più ampia nella popolazione di globulari appartenenti a M31, arrivando a una sorprendente scoperta. La disposizione degli ammassi ha permesso l’identificazione di una nuova sottostruttura, altrimenti invisibile, riconducibile a recenti eventi di accrescimento.

Nello specifico, dallo studio è emersa la presenza di due modelli di componenti cinematiche che ben si adattano alle osservazioni rispetto al modello a popolazione singola. A discriminare le due popolazioni è ancora una volta la metallicità, confermando che quella più ricca sia coerente con la rotazione galattica. Tuttavia, l’asse orbitale della popolazione con meno metalli è molto sfalsato rispetto alla rotazione e più coerente con quella dell’alone esterno. Il gruppo ha chiamato tale popolazione Struttura Dulais che, in Gallese, significa “flusso nero”.

Dulais è quindi potenzialmente parte di una struttura su più ampia scala che attraversa l’alone interno di M31.  

“Questo flusso era nascosto in bella vista, ma abbiamo trovato la sua firma nella velocità e nella chimica degli ammassi globulari in orbita nelle regioni interne di Andromeda”, ci ha detto Lewis. “Curiosamente, gli ammassi globulari nella Struttura Dualis non orbitano nello stesso modo degli altri ammassi globulari, ma in orbite significativamente differenti”.

La testimonianza di un’abbuffata

Gli ammassi globulari dell’alone esterno si sono accumulati negli ultimi miliardi di anni, quindi la Struttura Dulais è parte di tale processo. Se la ventina di globulari identificati fu legata a una singola galassia nana, doveva essere un oggetto di dimensioni ragguardevoli. Tuttavia nulla può essere detto a riguardo poiché potrebbe anche essere riconducibile a un gruppo di galassie assorbite negli ultimi 5 miliardi di anni.

Infatti, le loro orbite sono allineate con gli ammassi globulari nell’alone esterno di Andromeda, ammassi globulari che si sono accumulati relativamente di recente nel passato”, ha proseguito Lewis. “Questo è bello giacché sembra che la struttura Dualis sia l’impronta di quest’accrescimento esterno nelle regioni interne, suggerendo che Andromeda si sia abbuffata piuttosto che mangiare tranquillamente”. Di tali abbuffate ce ne sarebbero state un paio con la più antica avvenuta 8-10 miliardi di anni fa.

La Galassia di Andromeda con le principali sottostrutture presenti nel suo alone. (Giuseppe Donatiello)

Correlata al Flusso Stellare Gigante?

I ricercatori – tra cui due giovani dottorandi che per primi avevano intuito l’anomalia, Tim Adams dell’Università di Sydney e Yuan Li dell’Università di Auckland – notano inoltre che le regioni interne di Andromeda sono dominate dal Flusso Stellare Gigante, rilevabile in immagini ultraprofonde. Tale flusso serpeggia intorno al disco di M31 ed è responsabile anche di altre sottostrutture note già da qualche tempo. Le simulazioni numeriche della formazione mareale, collocano il progenitore esattamente di fronte al disco di M31, all’incirca dove c’è la Struttura Dulais. Se Dulais fosse davvero il progenitore del Flusso Gigante, si profila l’intrigante possibilità che i detriti stellari rappresentino un singolo evento di accrescimento da un gruppo di galassie nel passato relativamente recente.

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Informazioni su Giuseppe Donatiello 296 Articoli
Nato nel 1967, astrofilo da sempre. Interessato a tutti gli aspetti dell'astronomia, ha maturato una predilezione per il deep-sky, in particolare verso i temi riguardanti il Gruppo Locale e l'Universo Locale. Partecipa a programmi Pro-Am nello studio dei flussi stellari in galassie simili alla Via Lattea mediante tecniche di deep-imaging. Ha scoperto sei galassie nane vicine: Donatiello I (2016), Donatiello II, III e IV nel sistema di NGC 253 (2020), Pisces VII (2020) e Pegasus V (2021) nel sistema di M31. Astrofotografo e autore di centinaia di articoli, alcuni con revisione paritaria.