Il destino delle galassie: quando due giganti si scontrano

Come probabilmente saprete, l’Universo è in espansione e le  galassie sono trascinate dalla dilatazione dello spazio stesso. Tuttavia questo moto collettivo è secondario rispetto all’intensità con cui le galassie si attraggono le une con le altre a causa della forza di gravità. Infatti può ben essere che questa forza sia tale da farle aggregare in gruppi, cluster e supercluster (una condizione decisamente comune, a dir la verità).

Il cluster di galassie Abell 1689 è uno dei più grandi che si osservano, e dista 2.2 miliardi di anni luce da noi.

Tipicamente, la galassia più massiccia si trova sempre al centro del cluster e le altre galassiette, i satelliti, spiraleggiano lentamente verso il centro a causa di un fenomeno chiamato frizione dinamica. È un fenomeno abbastanza intuitivo, e proverò a cercare di farvelo visualizzare. Prendiamo un cluster  e in esso una galassia bella massiccia (ma meno massiccia di quella centrale). Ora facciamo muovere la nostra galassia nel cluster: questa attirerà gli altri satelliti, che collettivamente  tenderanno a rallentarla e a fargli perdere energia, finché la galassia non finisce al centro del cluster. Una volta raggiunto il centro, avviene un fenomeno spettacolare: le due galassie (quella che già era lì e quella portata al centro del cluster dalla frizione dinamica) si scontrano.  Eppure il termine “scontrarsi” non è quello più indicato per due galassie, sarebbe invece più opportuno dire che “si incontrano” o, ancora meglio, “mergono” (dall’inglese “to merge”, che vuol dire unirsi, fondersi, mescolarsi). Infatti le galassie sono composte di stelle, che sono il prototipo per eccellenza di quello che in fisica si chiama “mezzo non collisionale”. In pratica questo significa che lo spazio tra le stelle è talmente grande che uno scontro vero e proprio tra esse è altamente improbabile! Molto diversa è la sorte del gas che vive nelle galassie che mergono. Il gas infatti subisce forti shock che lo destabilizzano, così se erano presenti delle nubi di gas esse tenderanno a collassare  andando a formare più stelle di quelle che si formano in condizioni quelle della nostra galassia che (per il momento) non è in una fase di merging.

 

La radiogalassia Cygnus A è una delle più potenti radiosorgenti conosciute. Il puntino al centro è la galassia, mentre i lobi che si osservano sono il frutto dell’impatto dei jet supersonici con il mezzo intergalattico.

Quando due galassie mergono, non è solo la formazione stellare a essere influenzata. Innanzitutto, parte del gas destabilizzato può fluire verso il centro della galassia, dove risiede tipicamente un buco nero supermassiccio. Spiraleggiando il gas perde energia gravitazionale riscaldandosi enormemente e va a disporsi in un disco, detto disco di accrescimento, intorno al buco nero, il quale “si nutre” di questo materiale diventando sempre più massiccio. Questa è la genesi dei Nuclei Galattici Attivi (AGN), che sono tra i fenomeni più energetici e spettacolari che l’universo ci offre: dall’interazione tra disco di accrescimento  e buco nero si possono generare dei potentissimi jet in banda radio, e il calore del disco stesso è in grado di produrre venti di gas ionizzato che possono spazzare via gran parte del gas della galassia. Per quanto riguarda le stelle, la loro dinamica è fortemente distorta: se  esse vengono “rimescolate”  violentemente a causa del fatto che l’interazione rende il sistema estremamente caotico (in gergo tecnico, questa fase si chiama rilassamento violento). Quando il processo di merging si è concluso e il sistema si è “rilassato” , resta un unico oggetto di forma sferoidale: è così che sembra  si formino le galassie ellittiche, oggetti come M87 senza braccia a spirale .

La galassia di Andromeda, che dista “appena” 2.5 milioni di anni luce fa parte del Gruppo Locale, come la Via Lattea (la nostra galassia) e una cinquantina di oggetti molto più piccoli. Andromeda si avvicina alla Via Lattea alla impressionante velocità di 110 km/s, eppure ci vorranno circa 4 miliardi di anni prima che si incontrino, formando una galassia ellittica gigante. In questo video è mostrata una rappresentazione artistica lo spettacolo che ci perderemo dalla Terra (sempre che il nostro Sole abbia fatto il bravo e non sia già entrato in fase di gigante rossa, espandendosi e inglobandoci nella sua enorme, bollente atmosfera). ET, che ci osserverà da qualche punto remoto dell’universo, rimarrà invece a bocca aperta vedendo una situazione simile a quella che oggi noi osserviamo per le galassie Antenne.

Le galassie Antenne sono un sistema in fase di merging. Le zone più blu e più rosse sono dove la formazione stellare è più forte, mentre le bande rosso scuro sono polveri come quelle che popolano il disco della Via Lattea.
M87 è una delle galassie più massicce dell’universo locale. Collocata nell’ammasso della Vergine, presenta anche essa un jet radio che tuttavia non è mostrato in questa immagine ottica. La particolarità di M87 ,come di tutte le altre ellittiche, è di non mostrare braccia a spirale, al contrario delle galassie a disco come la Via Lattea e Andromeda.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Possiamo consolarci pensando che il processo di merging è molto lungo e che quindi nessuno potrà goderselo nella sua interezza (a meno che non crediate nella reincarnazione 🙂 ).

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