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Hubble rileva un alone gigante intorno alla galassia di Andromeda

Hubble rileva un alone gigante intorno alla galassia di Andromeda
Credits: NASA/STScI

Il telescopio spaziale Hubble ha permesso di scoprire un immenso alone di gas intorno alla galassia di Andromeda, la nostra massiccia vicina di casa. L'alone scuro e quasi invisibile si estende per circa un milione di anni luce, fino a metà strada con la nostra Via Lattea.
Questa scoperta potrà svelare i segreti sull'evoluzione e la struttura delle maestose spirali giganti, uno dei più comuni tipi di galassie nell'Universo.

"Gli aloni sono le atmosfere gassose delle galassie e le loro proprietà controllano la velocità con cui si formano le stelle", ha spiegato Nicolas Lehner della University of Notre Dame, Indiana, a capo dello studio.

La galassia di Andromeda si trova a 2,5 milioni di anni luce di distanza e si presenta in cielo come una debole macchia a forma di fuso, grande circa 6 volte il diametro della Luna piena.
In base alle stime il suo alone può contenere la metà della massa delle stelle presenti in Andromeda, sotto forma di un gas caldo e diffuso e, se potesse essere visto ad occhio nudo, sarebbe 100 volte il diametro della Luna piena.

Per studiarlo, il team ha analizzato come variava la luce di oggetti lontani molto luminosi attraverso i gas, un po' come se si osservasse una luce incandescente sul fondo di una piscina di notte. Per lo scopo, sono stati utilizzati 18 quasar che risiedono lontano dietro ad Andromeda.
I risultati sono stati pubblicati il 4 magio 2015 sulla rivista Astrophysical Journal.

Evidence for a Massive, Extended Circumgalactic Medium Around the Andromeda Galaxy [abstract]

We demonstrate the presence of an extended and massive circumgalactic medium (CGM) around Messier 31 using archival HST Cosmic Origins Spectrograph ultraviolet spectroscopy of 18 QSOs projected within two virial radii of M31 (${{R}_{{\rm vir}}}=300$ kpc). We detect absorption from Si iii at $-300\lesssim {{v}_{{\rm LSR}}}\lesssim -150$ km s−1 toward all three sightlines at $R\lesssim 0.2{{R}_{{\rm vir}}}$, 3 of 4 sightlines at $0.8\lesssim R/{{R}_{{\rm vir}}}\lesssim 1.1$, and possibly 1 of 11 at $1.1\lt R/{{R}_{{\rm vir}}}\lesssim 1.8$. We present several arguments that the gas at these velocities observed in these directions originates from the M31 CGM rather than the Local Group or Milky Way CGM or Magellanic Stream. We show that the dwarf galaxies located in the CGM of M31 have very similar velocities over similar projected distances from M31. We find a non-trivial relationship only at these velocities between the column densities (N) of all the ions and R, whereby N decreases with increasing R. At $R\lt 0.8{{R}_{{\rm vir}}}$, the covering fraction is close to unity for Si iii and C iv (${{f}_{{\rm c}}}\sim 60\%$–97% at the 90% confidence level), but drops to ${{f}_{{\rm c}}}\lesssim 10\%$–20% at $R\gtrsim {{R}_{{\rm vir}}}$. We show that the M31 CGM gas is bound, multiphase, predominantly ionized, and is more highly ionized gas at larger R. We estimate using Si ii, Si iii, and Si iv, a CGM metal mass of $\gtrsim 2\times {{10}^{6}}$ M$_{\odot }$ and gas mass of $\gtrsim 3\times {{10}^{9}}({{Z}_{\odot }}/Z)$ M$_{\odot }$ within $0.2{{R}_{{\rm vir}}}$, and possibly a factor of ~10 larger within ${{R}_{{\rm vir}}}$, implying substantial metal and gas masses in the CGM of M31.

All'inizio della ricerca, il programma Hubble Cosmic Origins Spectrograph (COS)-Halos aveva osservato 44 galassie distanti circondate da aloni come quello di Andromeda ma mai prima d'ora, un alone così massiccio era stato visto attorno ad una galassia vicina.
Nei casi precedenti, trattandosi di galassie lontane, gli aloni apparivano molto piccoli in cielo tanto che solo un quasar poteva essere utilizzato come riferimento dietro ciascuno di loro. Ma la vicinanza di Andromeda e il suo alone è gigantesco hanno permesso un campionamento con diversi quasar sullo sfondo, consentendo una migliore mappatura della sua dimensione e struttura.

"Quando la luce dei quasar viaggia verso Hubble, il gas dell'alone ne assorbe un po' e rende il quasar un po' più scuro solo per una piccola gamma di lunghezze d'onda", ha spiegato il co-ricercatore J. Christopher Howk, sempre della University of Notre Dame. "Misurando il tuffo di luminosità in quella fascia, possiamo dire quanto gas c'è tra noi ed il quasar".

Gli scienziati hanno usato la capacità unica di Hubble di studiare i quasar in luce ultravioletta che, invece, viene assorbita dall'atmosfera terrestre, rendendo più difficili le osservazioni con telescopi da Terra. Ma da dove arriva questo alone gigante?

Simulazioni su larga scala suggeriscono che deve essersi formato insieme ad Andromeda. Il team ha anche stabilito che si è arricchito di elementi molto più pesanti dell'idrogeno e dell'elio, ottenuti da esplosioni di supernovae che, eruttando nel disco pieno di stelle di Andromeda, hanno soffiato questo materiale lontano nello spazio.

Purtroppo, dato che viviamo al suo interno non è possibile verificare se anche la Via Lattea possiede un alone analogo: certo è che, se ci fosse, allora il nostro e l'alone di Andromeda forse già arriverebbero a toccarsi o comunque potrebbero sfiorarsi molto presto, ancora prima che le due galassie si scontrino tra circa 4 miliardi di anni da oggi.

Press release:
- http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2015/15/full/

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Elisabetta Bonora

Sono una image processor e science blogger appassionata di astronomia, spazio, fisica e tecnologia, affascinata fin da bambina dal passato e dal futuro.
Dal 2009 elaboro le immagini raw delle missioni spaziali insieme a Marco Faccin ed ho creato questo blog ad agosto 2012, in occasione dello sbarco del rover Curiosity su Marte.
Per lavoro mi occupo di digital advertising, web e video analytics presso Shiny (SV – Italia) ma passo la maggior parte del tempo libero su questo sito e tra i cataloghi delle foto scattate dalle sonde e dai rover inviati nel nostro Sistema Solare "per esplorare nuovi mondi, alla ricerca di nuove forme di vita, per arrivare là dove nessuno è mai giunto prima!" ...Ovviamente, è chiaro, sono una fan di Star Trek!

Sito web: https://twitter.com/EliBonora
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