Webb scopre galassie insolite modellate da collisioni cosmiche

La sensibilità senza precedenti di Webb attraverso lunghezze d’onda nel vicino e medio infrarosso taglia attraverso le spesse corsie di polvere che oscurano il centro del Centauro A nella luce visibile, mostrando un arazzo densamente compatto di singole stelle e una galassia attiva e in continuo cambiamento.

 

 

Centaurus A (noto anche come NGC 5128) si trova a 11 milioni di anni luce dalla Terra, relativamente vicino in termini cosmici.

Eppure, a differenza della maggior parte delle galassie vicine, è molto attivo, rendendolo un potente laboratorio per comprendere come galassie e buchi neri crescano ed evolvano insieme.

Al suo centro si trova un buco nero supermassiccio che si nutre attivamente del materiale circostante.

Mentre lo fa, il buco nero lancia potenti getti e rilascia enormi quantità di energia, modellando la galassia intorno a sé.

Allo stesso tempo, Centauro A porta le cicatrici di un passato drammatico: una grande collisione con un’altra galassia avvenuta circa due miliardi di anni fa.

Le conseguenze di quella fusione sono ancora visibili oggi nella sua struttura insolita e nella formazione stellare in corso.

Le osservazioni con luce visibile del telescopio spaziale Hubble NASA/ESA non riuscirono a rivelare la regione centrale dove la polvere bloccava la visuale, mentre il telescopio spaziale Spitzer della NASA ritirato rivelò strutture su larga scala nell’infrarosso senza risolvere le singole stelle. Ora, Webb porta sia chiarezza che profondità, esponendo il funzionamento interno della galassia stella dopo stella.

La visione a medio infrarosso di Webb mette in risalto le ricche strutture polverifere della galassia, che brillano in forme intricate che sorprendono e persino lasciano perplessi gli astronomi.

Una fascia deformata, simile a un parallelogramma, attraversa il centro della galassia, mentre filamenti di materiale si estendono verso l’esterno come nuvole cosmiche.

Una caratteristica a forma di “S”, particolarmente evidente nell’immagine del MIRI (Mid-Infrared Instrument) di Webb, è anch’essa insolita e invita a domande che necessitano di ulteriori studi per essere risposte.

Cosa ha creato questa forma? In che modo il buco nero lo influenza? È influenzato dalla formazione stellare indotta dalla fusione?

Molti dei punti rossi luminosi nell’immagine MIRI sono stelle ricche di polvere o vivai stellari, dove le stelle invecchiate rilasciano materiale nello spazio o si stanno formando nuove stelle.

Questa polvere è l’ingrediente grezzo per le future generazioni di stelle e pianeti, rendendola centrale per il ciclo vitale in corso della galassia.

Con l’alta risoluzione di Webb, gli astronomi possono ora studiare Centauro A stella per stella, anche nella sua regione centrale a lungo oscurata.

Ciò che appare “granuloso” nell’immagine di Webb, più evidente nella visuale combinata MIRI e NIRCam (Near-Infrared Camera), è in realtà un campo densamente ampolato di singole stelle, che insieme trasportano informazioni sul passato della galassia.

Con la visione di Webb su Centauro A, diventa un caso di archeologia galattica. Ogni stella rivelata aiuta a ricostruire quando sono avvenuti eventi diversi: quando si sono formate stelle più antiche, quando l’attività ha rallentato, un’esplosione di formazione stellare durante la collisione e stelle nate dal gas che si sono agitate dopo. Insieme, formano una linea temporale dell’evoluzione della galassia.

Le capacità di Webb vanno oltre l’imaging. Analizzando la luce con la spettroscopia, gli astronomi possono misurare come il gas si muove all’interno della galassia.

Le prime scoperte di Webb mostrano gas ionizzato a rapido movimento che fluisce verso l’esterno, probabilmente guidato dall’attività del buco nero, e idrogeno molecolare più caldo in un disco rotante deformato vicino al centro.

Queste osservazioni aiutano a esplorare una delle domande più grandi dell’astronomia: come può un buco nero influenzare un’intera galassia?

La risposta sembra complessa. Il buco nero può innescare la formazione stellare comprimendo il gas, ma anche limitarlo spingendo via il materiale. Centaurus A offre una rara vista vicina di questo intergioco cosmico.

Tracciando la polvere con dettagli mai visti prima, risolvendo milioni di stelle e rivelando il moto del gas vicino a un buco nero supermassiccio, Webb trasforma il Centauro A in un vivido resoconto della storia cosmica.

 

 

NASA, ESA, CSA, STScI. Image Processing: A. Pagan (STScI), J. Depasquale (STScI), M. Garcia Marin (ESA Office at STScI)