mercoledì 31 luglio 2013

Galassie ultra-compatte

Si parla spesso di materia oscura in questo blog, ma oggi il suggerimento mi è stato posto su un vassoio d'argento!
Infatti stamane su arxiv.org è uscito un articolo scientifico di astrofisica in cui sia afferma di aver scoperto la galassia più densa dell'universo. L'oggetto in questione è M60-UCD1, la quale è una galassia nana ultra-compatta nei pressi della galassia ellittica gigante M60 nell'ammasso della Vergine.

[Clicca qui per il link dell'articolo]

Prendiamo spunto da questo articolo per chiederci: cosa vuol dire galassia nana ultra-compatta?


Le galassie nane ultra-compatte sono una categoria di galassie caratterizzate da una popolazione stellare vecchia e in generale sono più grandi e brillanti di un ammasso globulare (cliccate qui per capire cos'è e come è grande un tale oggetto) della Via Lattea ma contemporaneamente molto più compatte di una galassia nana (con nana si intende più piccola di una galassia "normale") con la stessa luminosità. Nella figura qui sopra potete ammirare il confronto tra le dimensioni di una galassia ultra-compatta e della Via Lattea.
Detto ciò, perché le nane ultra-compatte sono importanti?
Perché si è scoperto che tali galassie hanno un rapporto Massa-Luminosità molto più elevato di quello che ci si aspetta. Ora, senza entrare nei dettagli, diciamo almeno cos'è il rapporto Massa-Luminosità (d'ora in poi M/L).
Le galassie sono fatte di stelle, si sa. Se si contano le stelle e si misura la massa uno si aspetta una certa corrispondenza tra numero di stelle e massa totale. Per esempio assumendo che la maggior parte delle stelle è simile al nostro Sole, misurando tutto in unità solari, ci aspettiamo che ogni stella in media abbia luminosità e massa pari a quella solare. Quindi, per questo ci aspettiamo un M/L dell'ordine dell'unità. Invece, causa la nostra amatissima materia oscura, quello che si ottiene è una massa maggiore di quella che si misura contando le stelle e perciò M/L in generale è più grande dell'unità. Ad esempio per la Via Lattea M/L è circa 10.
Per le nane ultra compatte tale rapporto è invece molto più grande di 10! Per questo è molto importante studiare questo tipo di galassie in quanto esse potrebbero essere molto utili e importantissime per capire meglio la natura della materia oscura. Infatti dalle osservazioni di tali galassie nane ultra-compatte è possibile porre dei vincoli sulla massa di ipotetiche particelle di materia oscura.
Ma in questo blog vogliamo essere giusti e quindi diamo spazio anche all'altra possibilità, ovvero che l'elevato valore di M/L sia dovuto anche alla presenza di materia oscura barionica. Con quest'ultimo termine si indicano solitamente quei oggetti che non sono stelle ma che hanno una massa cospicua tale da alterare il valore di M/L. Per esempio stiamo parlando di buchi neri o stelle di neutroni, oggetti che sono abbastanza massivi e per niente luminosi. Questa potrebbe essere una spiegazione dell'elevato valore M/L misurato e, ad esempio, questa ipotesi viene testata in quest'articolo scientifico.
Dunque, come vedete ci sono diverse questioni aperte riguardo la presenza o meno di materia oscura nell'universo e vi sono parecchi astrofisici coinvolti in questa ricerca con differenti metodi di investigazione.
C'è ancora tanto da capire, da scoprire e da studiare. Nel frattempo ci teniamo un po' aggiornati con notizie come questa che offrono lo spunto per affrontare argomenti di carattere più generale e che permettono di inquadrare un particolare studio in un contesto più ampio. Perché qualcuno potrebbe chiedersi: ma perché gli astrofisici misurano la densità delle galassie? La realtà è che lo studio, nel suo contesto generale, riguarda la ricerca sulle galassie nane ultra-compatte dalla quale poi si è arrivati a trovare la galassia più densa dell'universo.
Insomma, questa è scienza in diretta ragazzi!