Novembre 2001
Galassie peculiari ... (Prima Parte)
(Daniela Villani)

La moderna classificazione delle galassie risale ai primi decenni del secolo scorso, quando l'astronomo americano Edwin P. Hubble riuscì a misurare la distanza della grande macchia nebulosa situata nella costellazione di Andromeda (oggi nota come galassia di Andromeda o M31), dimostrando, per la prima volta, che molti degli oggetti classificati fino ad allora come nebulose erano in realtà aggregati di gas e stelle del tutto simili alla nostra Via Lattea, situati ben al di fuori di quest'ultima. Scoperta, questa, destinata a capolvolgere la nostra concezione dell'universo.
"Negli anni venti si svolse un acceso dibattito tra Shapley e Curtis sulla natura della Galassia e degli altri oggetti di natura disparata, che appaiono ai nostri telescopi. Tra questi oggetti M31, meglio nota popolarmente come Nebulosa di Andromeda, appare ad occhio nudo come una stellina sfocata di quarta grandezza ma esplode in una maestosa spirale nei grandi telescopi. Shapley immaginava la nostra galassia come un oggetto unico in cui era concentrata tutta la massa dell'universo e le nebulose spirali simili a M31 erano oggetti più piccoli contenuti in essa come l'uvetta nel panettone. Curtis invece sosteneva, d'accordo con Immanuel Kant, che M31 era un universo­isola pari in dignità alla nostra Galassia e distante alcune centinaia di migliaia di anni luce. La costruzione dei grandi telescopi, il lavoro pionieristico di Hubble, quello che ha dato il nome al telescopio spaziale, e i progressi dell'astrofisica dettero ragione a Curtis." (tratto da "Viaggi fra le stelle: Astronavi nella Galassia?" di Tullio Regge)
L'iniziale classificazione morfologica delle galassie, proposta da Hubble nel 1926 e tuttora in uso, in gruppi di ellittiche, spirali e irregolari [vedi articolo "Girandole cosmiche"] è risultata esaustiva fino a quando l'utilizzo di grandi telescopi e la realizzazione di "survey" su grande scala del cielo hanno evidenziato la presenza di galassie peculiari, ossia di oggetti che non rientrano negli schemi classici della classificazione di Hubble, o perché caratterizzati da forme originali, a volte bizzarre, o perché presentano fenomeni di natura molto violenta.



Le collisioni tra galassie e ... le forme più bizzarre del cielo.

La più vasta raccolta di immagini fotografiche di galassie dalle forme più "singolari" è stata realizzata dall'astronomo americano Halton C. Arp nel 1966. Le 338 immagini di galassie collezionate da Arp evidenziano strutture anomale come code, filamenti, anelli, archi e ponti, che rendono questi oggetti del tutto originali e non facilmente classificabili come galassie ellittiche, spirali o irregolari. La galassia "Ruota di carro" è uno degli esempi più spettacolari.

Cosa può generare strutture così bizzarre?

Grazie alle simulazioni numeriche realizzate con i computer è stato possibile dimostrare, a partire dai primi modelli elaborati agli inizi degli anni 70 dai fratelli Toomre, che le interazioni gravitazionali tra galassie, molto più comuni di quanto non si credesse, possono generare una grande varietà di strutture più o meno complesse, dando luogo alla formazione di galassie dall'aspetto ... inusuale.

Una "Ruota di carro" ... nei cieli!
Le galassie, lungi dall'essere dei sistemi isolati, si formano ed evolvono interagendo con l'ambiente circostante, in particolar modo con le galassie compagne più prossime. Le forze gravitazionali che agiscono tra due o più galassie interagenti provocano ripercussioni, spesso drammatiche, nella loro struttura originaria, anche se lo "scontro" diretto tra le stelle costituenti le singole galassie è un evento quanto mai raro!

(Questo accade in quanto, in media, le distanze tra le stelle di una galassia sono pari a circa 10 milioni di volte il diametro della singola stella, mentre le distanze tra le galassie che formano un ammasso sono dell'ordine di 20 volte il diametro di una di esse.)

Ciò che ricopre un ruolo decisivo nelle interazioni tra le galassie sono le velocità in gioco!

Le collisioni tra galassie che si avvicinano ad altissima velocità (parliamo di migliaia di chilometri al secondo) producono ben pochi danni: le singole galassie rimangono pressoché intatte, subendo delle deformazioni a causa degli effetti di marea, con il risultato finale di perdere le stelle più periferiche, che vanno a formare ponti o code luminose negli spazi intergalattici.

Al contrario, incontri tra galassie che viaggiano a velocità moderate (dell'ordine di poche centinaia di chilometri al secondo) determinano vere e proprie fusioni: le due galassie si condensano in un unico oggetto, più massiccio e luminoso, e l'intero processo di fusione può durare centinaia di milioni da anni.

Questo comportamento, apparentemente bizzarro, deriva dal fatto che quanto più lentamente avviene l'incontro tra due galassie, tanto più efficacemente le intense forze gravitazionali in gioco deformano, fino alla eventuale distruzione, le strutture originarie dei due oggetti. In altre parole, il tempo gioca a favore delle forze gravitazionali!

NGC 4038-4039, le due galassie Antenne
Ma la storia non finisce qui ... Quando ad incontrarsi sono due galassie caratterizzate da masse molto diverse, si verifica un fenomeno di vero e proprio "cannibalismo" cosmico, per cui la galassia più piccola viene "divorata" dalla galassia più massiccia. In sostanza, le stelle della galassia più piccola si aggregano a quelle della galassia più grande, modificando di poco la struttura di quest'ultima.

In questo scenario, la Via Lattea non fa eccezione. La nostra Galassia è, infatti, in rotta di collisione con la galassia di Andromeda. Avvicinandosi alla velocità di 300 chilometri al secondo, queste due gigantesche spirali collideranno in circa 3 miliardi di anni, fondendosi probabilmente in un unica enorme galassia ellittica! Ma non è tutto. Sembra, infatti, che la Via Lattea avrà un incontro ravvicinato anche con le Nubi di Magellano, le quali finiranno col caderle dentro, "fagocitate" dai suoi immani campi gravitazionali.

Fine prima parte.





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