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
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.
(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.
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.
