Galassie a spirale: come si formano?

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È recente lo studio sui bracci a spirale delle galassie simili alla nostra Via Lattea. Tale ricerca potrebbe fornirci nuovi indizi sulle modalità attraverso le quali si formano e si evolvono le ormai ben note strutture a spirale.

Lo studio sulle galassie a spirale iniziò già negli anni '60, quando la spiegazione che più comunemente si forniva sull'evoluzione dei caratteristici bracci a spirale era che queste strutture si muovono come una sorta di onda, molto simile a quelle che siamo soliti vedere negli stadi durante le partite di calcio.

Si chiama "ipotesi di Lin-Shu" quella che fu formulata negli anni 1964-1966 per spiegare l'evoluzione nella struttura a spirale del disco all'interno delle galassie. La teoria nasceva da alcune idee dell'astronomo svedese Bertil Lindblad, precursore dello studio sui bracci delle galassie sin dal 1927. I due astronomi sostennero con Lindblad che le configurazioni a spirale fossero di "lunga durata", poiché restavano immutate in un arco di tempo di alcuni periodi orbitali. Ma per quanto le teorie di Lin e Shu fossero comprovate dalle numerose osservazioni, la validità della loro ipotesi rimane ancor oggi al centro di diversi e accesi dibattiti.

Oggi alcune simulazioni condotte al computer da Robert Grand e i colleghi del Mullard Space Science Laboratory dell'University College di Londra suggeriscono che le stelle ruotino insieme ai propri bracci. La ricerca è stata poi presentata nel corso del Congresso Nazionale di Astronomia della Royal Astronomical Society, in Galles.

Inoltre, lo studio ha accertato che i bracci sono strutture transienti, si disintegrano e se ne formano altri nel corso di 80-100 milioni di anni. "Abbiamo scoperto che le stelle si muovono con i bracci a spirale e con la stessa velocità. Abbiamo simulato l'evoluzione dei bracci a spirale per una galassia con 5 milioni di stelle su un periodo di 6 miliardi di anni. Abbiamo trovato che le stelle migrano in maniera efficiente rispetto a quanto precedentemente ipotizzato. Le stelle sono intrappolate e si muovono lungo il braccio in seguito alla reciproca attrazione gravitazionale, ma crediamo che alla fine del processo il braccio si 'spezza' a causa delle forze mareali", spiega lo stesso astronomo Grand.

Il movimento stellare fa si che le stelle presenti nella parte anteriore del braccio a spirale migrino verso il centro del disco; al contrario, le stelle che si trovano nella zona posteriore del braccio vengono deviate e spinte verso le estremità.

La prossima missione dell'Esa, denominata Gaia, si avvarrà di questi risultati. Il suo obiettivo primario sarà quello di effettuare delle osservazioni tridimensionali sia delle posizioni sia della velocità radiali su almeno un miliardo di stelle nella Via Lattea e nel Gruppo Locale (il gruppo di galassie di cui fa parte anche la nostra e che comprende oltre 50 galassie).

Tali osservazioni permetteranno di ottenere indizi significativi sulla formazione delle galassie a spirale e sulla loro evoluzione.

Federica Vitale

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