Nell’universo attuale gli ammassi di galassie sono popolati in larga parte da sistemi massicci e quiescenti, nei quali la formazione di nuove stelle si è ormai quasi completamente arrestata. Un nuovo studio pubblicato su Nature Astronomy fornisce ora evidenze dirette che rafforzano il ruolo del ram pressure stripping come meccanismo determinante già nelle prime fasi dell’evoluzione degli ammassi.
La ricerca, condotta da un team internazionale con la partecipazione di Anita Zanella dell’Inaf di Bologna, ha identificato estese code di gas in cinque galassie appartenenti a un ammasso in formazione osservato a z = 2,51, quando l’universo aveva soltanto una frazione della sua età attuale.
Il ram pressure stripping osservato nell’universo remoto
Grazie alla combinazione dei dati ottenuti con Alma e con il James Webb Space Telescope (JWST), gli astronomi hanno rilevato distribuzioni di gas fortemente asimmetriche e allungate, caratterizzate da una singola coda che si estende ben oltre le regioni occupate dalle stelle.
Una configurazione di questo tipo è rara nelle galassie isolate e suggerisce che il gas venga progressivamente rimosso mentre le galassie attraversano l’ambiente denso dell’ammasso o vi stanno entrando.
Il fenomeno prende il nome di ram pressure stripping e si verifica quando il materiale intergalattico esercita una pressione sufficiente a strappare il gas freddo presente nelle galassie. Questo processo è stato osservato più volte nell’universo locale, ma finora mancavano prove così evidenti a distanze cosmologiche tanto elevate.
Secondo gli autori, si tratta dei casi confermati più lontani di ram pressure stripping mai osservati, un risultato che amplia la comprensione delle interazioni tra galassie e ambiente negli ammassi in formazione.
Un indizio decisivo sul quenching galattico
Il risultato assume particolare rilevanza perché riguarda direttamente il cosiddetto quenching galattico, il processo attraverso il quale una galassia interrompe la formazione di nuove stelle.
Per continuare a produrre stelle è infatti necessario disporre di riserve di gas freddo. Quando questo combustibile viene espulso, consumato o riscaldato, la capacità della galassia di generare nuove popolazioni stellari diminuisce progressivamente fino a cessare.
Da anni la comunità scientifica discute quale sia il meccanismo dominante dietro questo fenomeno. Tra le ipotesi principali figurano il feedback dei buchi neri supermassicci, i venti stellari prodotti dalle supernove e gli effetti ambientali legati agli ammassi di galassie.
Le nuove osservazioni suggeriscono che questi ultimi possano avere un ruolo molto più importante di quanto ritenuto finora nelle epoche più remote dell’universo.
Il contributo di Alma e JWST allo studio dell’universo remoto
L’individuazione delle code di gas è stata resa possibile dalla complementarità tra le capacità osservative di Alma e quelle del JWST.
Mentre il telescopio spaziale ha consentito di mappare con precisione la distribuzione stellare delle galassie, il radiotelescopio ha permesso di tracciare il gas molecolare che alimenta la formazione stellare. Il confronto tra i due insiemi di dati ha evidenziato come il gas si estenda ben oltre le regioni occupate dalle stelle, rivelando l’azione del processo di stripping.
La combinazione tra Alma e JWST ha permesso di osservare direttamente gli effetti del ram pressure stripping in un’epoca cosmica nella quale gli ammassi erano ancora in formazione.
Le implicazioni per l’evoluzione degli ammassi di galassie
Le nuove evidenze contribuiscono a chiarire come gli ammassi abbiano acquisito nel tempo la popolazione di galassie quiescenti che osserviamo nell’universo locale.
«Grazie a nuovi dati di altissima qualità di Jwst e Alma, abbiamo evidenziato che il gas nelle galassie d’ammasso nell’universo lontano viene strappato», commenta Zanella a Media Inaf. «Essendo il gas il carburante principale per la formazione stellare, quando le galassie vengono svuotate di gas, diminuisce la loro produzione di stelle. Il ram pressure stripping potrebbe quindi essere un meccanismo importante per spiegare perché la maggior parte delle galassie d’ammasso nell’universo locale è quiescente, ovvero non forma più stelle o le forma a un tasso molto basso».
La ricercatrice sottolinea inoltre la portata più ampia della scoperta: «Astronome e astronomi da decenni cercano di capire quali meccanismi portano alla cessazione della formazione stellare nelle galassie. Con questo lavoro mostriamo che la rimozione del gas è probabilmente uno dei meccanismi principali nelle galassie d’ammasso».
Il risultato rafforza quindi l’ipotesi che l’ambiente circostante possa influenzare in modo decisivo il destino evolutivo delle galassie già nelle prime fasi della storia cosmica, offrendo un nuovo tassello per comprendere la trasformazione degli ammassi osservati oggi.
Michelangelo Moles laureato magistrale in Corporate Communication e Media è specializzato nei temi della space economy e della blue economy, con particolare attenzione agli aspetti legati all’innovazione, alla comunicazione strategica e alla divulgazione dei nuovi modelli economici connessi al mare e allo spazio.
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