Esplora i diversi tipi di galassie

Grazie a strumenti come il telescopio spaziale Hubble, gli astronomi sanno di più sulla varietà di oggetti nell'universo di quanto le generazioni precedenti potessero persino sognare di capire. Anche così, la maggior parte delle persone non si rende conto di quanto sia diverso l'universo. Questo è particolarmente vero per le galassie. Per molto tempo, gli astronomi li hanno ordinati in base alla loro forma, ma non avevano davvero una buona idea del perché esistessero. Ora, con i moderni telescopi e strumenti, gli astronomi sono stati in grado di capire perché le galassie sono come sono. In effetti, classificare le galassie in base al loro aspetto, combinato con i dati sulle loro stelle e sui loro movimenti, offre agli astronomi informazioni sulle origini e l'evoluzione galattica. Le storie della galassia risalgono quasi all'inizio dell'universo.

Questa vista del telescopio spaziale Hubble rivela migliaia di galassie che si estendono indietro nel tempo attraverso miliardi di anni luce di spazio. L'immagine copre una parte di un ampio censimento galattico chiamato Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS).
NASA, ESA, the GOODS Team e M. Giavialisco (University of Massachusetts, Amherst)

Galassie a spirale

Le galassie a spirale sono le più famose di tutti i tipi di galassie. In genere, hanno una forma a disco piatto e bracci a spirale che si allontanano dal nucleo. Contengono anche un rigonfiamento centrale, all'interno del quale risiede un buco nero supermassiccio.

Alcune galassie a spirale hanno anche una barra che attraversa il centro, che è un condotto di trasferimento per gas, polvere e stelle. Queste galassie a spirale barrate rappresentano effettivamente la maggior parte delle galassie a spirale nel nostro universo e gli astronomi ora sanno che la Via Lattea è, essa stessa, un tipo a spirale barrata. Le galassie di tipo spirale sono dominate dalla materia oscura, che costituisce quasi l'80% della loro materia in massa.

Il concetto di un artista di come appare la nostra galassia dall'esterno. Nota la barra al centro e le due braccia principali, più quelle più piccole.
NASA / JPL-Caltech / ESO / R. Male

Galassie ellittiche

Meno di una galassia su sette nel nostro universo sono galassie ellittiche. Come suggerisce il nome, queste galassie vanno dall'avere una forma sferica a quella a uovo. Per alcuni aspetti sembrano simili a grandi ammassi stellari, tuttavia, la presenza di grandi quantità di materia oscura aiuta a distinguerli dalle loro controparti più piccole.

Una galassia ellittica gigante ha un piccolo vicino con un enorme buco nero al centro.
NASA / ESA / STScI

Queste galassie contengono solo piccole quantità di gas e polvere, suggerendo che il loro periodo di formazione stellare è giunto al termine, dopo miliardi di anni di rapida attività di nascita stellare.

Questo in realtà fornisce un indizio sulla loro formazione poiché si ritiene che sorgano dalla collisione di due o più galassie a spirale. Quando le galassie si scontrano, l'azione stimola grandi esplosioni di nascita di stelle mentre i gas mescolati dei partecipanti vengono compressi e scioccati. Questo porta alla formazione stellare su larga scala.

Galassie irregolari

Forse un quarto delle galassie sono galassie irregolari. Come si potrebbe immaginare, sembrano mancare di una forma distinta, a differenza delle galassie a spirale o ellittiche. A volte gli astronomi le hanno definite galassie "particolari", a causa delle loro strane forme.

Non importa come si chiamano, gli astronomi vogliono capire perché spesso sembrano strani rispetto ad altri tipi di galassie. Una possibilità è che queste galassie siano state distorte da una galassia massiccia vicina o di passaggio. Vediamo prove di ciò in alcune delle galassie nane vicine che vengono allungate dalla gravità della nostra Via Lattea mentre vengono cannibalizzate dalla nostra galassia.

La Grande Nube di Magellano (al centro a sinistra) e la Piccola Nube di Magellano (in alto al centro) sull'Osservatorio del Paranal in Cile.
Osservatorio europeo meridionale

In alcuni casi, tuttavia, sembra che le galassie irregolari siano state create da fusioni di galassie. La prova di ciò risiede nei ricchi campi di giovani stelle calde che sono state probabilmente create durante le interazioni.

Galassie lenticolari

Le galassie lenticolari sono, in una certa misura, disadattate. Contengono proprietà sia delle galassie a spirale che ellittiche. Per questo motivo, la storia di come si sono formati è ancora un work in progress e molti astronomi stanno attivamente ricercando le loro origini.

Galaxy NGC 5010 - una galassia lenticolare che ha le caratteristiche sia delle spirali che delle ellittiche.
NASA / ESA / STScI

Tipi speciali di galassie

Ci sono anche alcune galassie che contengono proprietà speciali che aiutano gli astronomi a classificarle ulteriormente all'interno delle loro classificazioni più generali.

Galassie nane: si tratta essenzialmente di versioni più piccole delle galassie sopra elencate. Le galassie nane sono difficili da definire perché non esiste un limite ben accettato per ciò che rende una galassia "normale" o "nana". Alcuni hanno una forma appiattita e sono spesso indicati come "sferoidali nani". La Via Lattea sta attualmente cannibalizzando alcune di queste raccolte stellari più piccole. Gli astronomi possono seguire i movimenti delle loro stelle mentre turbinano nella nostra galassia e studiarne la composizione chimica (nota anche come "metallicità").
Galassie Starburst: alcune galassie sono in un periodo di formazione stellare molto attiva. Queste galassie starburst sono in realtà galassie normali che sono state in qualche modo disturbate per innescare una formazione stellare molto rapida. Come accennato in precedenza, le collisioni e le interazioni tra galassie sono la probabile causa dei "nodi" dello starburst visti in questi oggetti.
Galassie attive: si ritiene che praticamente tutte le galassie normali contengano un buco nero supermassiccio nel loro nucleo. In alcuni casi, tuttavia, questo motore centrale può attivarsi e allontanare enormi quantità di energia dalla galassia sotto forma di potenti getti. Questi nuclei galattici attivi (o AGN in breve) sono ampiamente studiati, ma non è ancora chiaro cosa causi l'attivazione improvvisa del buco nero. In alcuni casi, nuvole di gas e polvere possono cadere nel pozzo gravitazionale del buco nero. Il materiale si surriscalda mentre vortica nel disco del buco nero e potrebbe formarsi un getto. L'attività emette anche raggi X ed emissioni radio, che possono essere rilevate con i telescopi qui sulla Terra.

Lo studio dei tipi di galassie continua, con gli astronomi che guardano indietro alle prime epoche del tempo usando Hubble e altri telescopi. Finora hanno visto alcune delle primissime galassie e le loro stelle. Questi piccoli "brandelli" di luce sono gli inizi delle galassie che vediamo oggi. I dati di queste osservazioni aiuteranno la comprensione della formazione galattica in un'epoca in cui l'universo era molto, molto giovane.

Questo semplice diagramma dei tipi di galassie è spesso chiamato "diapason" di Hubble.
dominio pubblico

Fatti veloci

Le galassie esistono in una varietà di forme e dimensioni (chiamate la loro "morfologia").
Le galassie a spirale sono molto comuni, così come le ellittiche e le irregolari. Le prime galassie erano probabilmente irregolari.
Le galassie crescono e si evolvono attraverso collisioni e fusioni.

fonti

"Galaxy | COSMO." Center for Astrophysics and Supercomputing, astronomy.swin.edu.au/cosmos/g/galaxy.
HubbleSite - The Telescope - Hubble Essentials - Informazioni su Edwin Hubble, hubblesite.org/reference_desk/faq/all.php.cat=galaxies.
NASA, NASA, science.nasa.gov/astrophysics/focus-areas/what-are-galaxies.

A cura di Carolyn Collins Petersen.