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Un diario di cose celesti

Chi siamo? Perché?

La Galassia Vortice fatta a pezzi

27 Mar 2013 01:14 AM – Michele Diodati

La Galassia Vortice deve il suo nome alla forma iconica dei suoi due grandi bracci a spirale, che si dipartono dal centro srotolandosi in direzioni opposte, simili alla figura creata da un fluido preso in un vortice.

La Galassia Vortice è un perfetto esempio di galassia a spirale. Sta interagendo da milioni di anni con la galassia irregolare NGC 5195, visibile in alto a destra, parzialmente nascosta da uno dei bracci a spirale. Questa magnifica immagine composita è stata ottenuta combinando osservazioni nel visibile e nel vicino infrarosso, compiute a gennaio 2005 con lo strumento ACS del telescopio spaziale Hubble (<a href="http://www.spacetelescope.org/static/archives/images/publicationjpg/heic0506a.jpg" target="_blank">vedi in alta risoluzione</a>). <span class="di">Cortesia: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), The Hubble Heritage Team STScI/AURA</span>

La Galassia Vortice è un perfetto esempio di galassia a spirale. Sta interagendo da milioni di anni con la galassia irregolare NGC 5195, visibile in alto a destra, parzialmente nascosta da uno dei bracci a spirale. Questa magnifica immagine composita è stata ottenuta combinando osservazioni nel visibile e nel vicino infrarosso, compiute a gennaio 2005 con lo strumento ACS del telescopio spaziale Hubble (<a href="http://www.spacetelescope.org/static/archives/images/publicationjpg/heic0506a.jpg" target="_blank">vedi in alta risoluzione</a>). <span class="di">Cortesia: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), The Hubble Heritage Team STScI/AURA</span>

Situata a una distanza di 23 ± 4 milioni di anni luce dalla Terra, la Galassia Vortice è una delle galassie più luminose del cielo, in virtù non solo delle sue dimensioni apparenti (il diametro angolare è di circa 11,2 minuti d'arco), ma soprattutto dei brillantissimi ammassi di giovani stelle blu, disseminati lungo tutto il percorso dei suoi bracci a spirale.

Nota anche come Messier 51 (M51) o NGC 5194, si trova nella costellazione settentrionale dei Cani da Caccia, circa 3,5 gradi a sudest di Alkaid, Eta Ursae Majoris, la stella più orientale del Gran Carro. Fu scoperta da Charles Messier il 13 ottobre 1773. La galassia compagna NGC 5195, più piccola e meno luminosa, fu scorta solo otto anni dopo, nel 1781, da Pierre Méchain. La struttura a spirale di M51 fu invece osservata per la prima volta molto più tardi, nel 1845, da Lord Rosse (William Parsons, terzo conte di Rosse), che ne disegnò un inequivocabile schizzo.

Nello schizzo della Galassia Vortice eseguito da Lord Rosse nel 1845 appare per la prima volta la struttura a spirale. L'autore della scoperta si servì per le sue osservazioni di un gigantesco telescopio riflettore da 1,83 metri, da lui stesso costruito, soprannominato il Leviathan di Parsonstown. Fu il più grande telescopio del mondo fino agli inizi del XX Secolo

Nello schizzo della Galassia Vortice eseguito da Lord Rosse nel 1845 appare per la prima volta la struttura a spirale. L'autore della scoperta si servì per le sue osservazioni di un gigantesco telescopio riflettore da 1,83 metri, da lui stesso costruito, soprannominato il Leviathan di Parsonstown. Fu il più grande telescopio del mondo fino agli inizi del XX Secolo

La presenza di enormi popolazioni di stelle giovani indica che M51 sta attraversando una fase di potente formazione stellare, che gli astronomi ritengono sia indotta dall'influenza gravitazionale della vicina NGC 5195.

Simulazioni al computer sembrano indicare, infatti, che l'attuale struttura dei bracci a spirale di M51 sia compatibile con un precedente passaggio della galassia satellite attraverso il corpo della grande galassia a spirale. Nello scenario disegnato dalla simulazione, NGC 5195 potrebbe aver attraversato la Galassia Vortice circa 500 o 600 milioni di anni fa, provenendo dalle sue spalle rispetto al nostro punto di osservazione e finendo davanti al suo disco. Poi, tra 50 e 100 milioni di anni fa, le forze gravitazionali che governano la meccanica di questa collisione galattica avrebbero costretto NGC 5195 ad attraversare nuovamente il disco di M51, portandola nella posizione decentrata e leggermente posteriore che osserviamo oggi.

Quale che sia stata la meccanica esatta dell'interazione, l'attività di formazione stellare in M51 è con ogni probabilità figlia delle forze gravitazionali generate dal passaggio di NGC 5195. L'incontro ravvicinato tra le due galassie deve aver prodotto onde di compressione, che hanno agito, e agiscono, sulle vaste distese di idrogeno interstellare diffuso nei bracci a spirale di M51.

Il gas è stato compresso in sacche di elevata densità, all'interno delle quali si sono create condizioni favorevoli perché la materia collassasse sotto la propria stessa gravità, dando inizio al processo di formazione di nuove stelle. Quanto più grandi e dense erano le sacche di materia interstellare compresse dall'azione della gravità, tanto più massicci e luminosi sono gli ammassi emersi al termine del processo di formazione stellare.

Il nucleo di M51, ripreso da Hubble nel visibile e nel vicino infrarosso. L'immagine è il frutto di nove ore complessive di osservazione, distribuite tra il 18 e il 22 gennaio 2005. Il campo osservato ha un'ampiezza di tre arcominuti, che, alla distanza di M51, si traduce in una dimensione lineare di 20.000 anni luce o 6.000 parsec. <span class="di">Cortesia: NASA, ESA, M. Regan e B. Whitmore (STScI), R. Chandar (Università di Toledo)</span>

Il nucleo di M51, ripreso da Hubble nel visibile e nel vicino infrarosso. L'immagine è il frutto di nove ore complessive di osservazione, distribuite tra il 18 e il 22 gennaio 2005. Il campo osservato ha un'ampiezza di tre arcominuti, che, alla distanza di M51, si traduce in una dimensione lineare di 20.000 anni luce o 6.000 parsec. <span class="di">Cortesia: NASA, ESA, M. Regan e B. Whitmore (STScI), R. Chandar (Università di Toledo)</span>

La stessa porzione di M51 mostrata nell'immagine precedente appare qui con un insolito aspetto virato nei toni del rosso. L'immagine è stata ottenuta dividendo i valori di ciascun punto registrati nell'infrarosso dallo strumento NICMOS di Hubble per i corrispondenti valori registrati nel visibile dallo strumento ACS. L'immagine così realizzata è stata poi colorata artificialmente. Il risultato finale evidenzia la distribuzione delle polveri nei bracci a spirale di M51. <span class="di">Cortesia: NASA, ESA, M. Regan e B. Whitmore (STScI), R. Chandar (Università di Toledo)</span>

La stessa porzione di M51 mostrata nell'immagine precedente appare qui con un insolito aspetto virato nei toni del rosso. L'immagine è stata ottenuta dividendo i valori di ciascun punto registrati nell'infrarosso dallo strumento NICMOS di Hubble per i corrispondenti valori registrati nel visibile dallo strumento ACS. L'immagine così realizzata è stata poi colorata artificialmente. Il risultato finale evidenzia la distribuzione delle polveri nei bracci a spirale di M51. <span class="di">Cortesia: NASA, ESA, M. Regan e B. Whitmore (STScI), R. Chandar (Università di Toledo)</span>

Ma le stelle giovani e brillanti esercitano nel corso delle loro brevi vite una potente azione disgregante sulle nubi molecolari all'interno delle quali sono nate. Fiotti di radiazione ultravioletta e furiosi venti stellari erodono rapidamente i bozzoli di gas e polveri interstellari, soffiando via e comprimendo nuovamente la materia residua, che servirà per creare ancora altre stelle.

La Galassia Vortice è nel pieno di questa attività di rimodellamento e formazione stellare. Tuttavia il processo non durerà per sempre, essendo legato alle dinamiche dell'interazione gravitazionale con la galassia interagente NGC 5195. Secondo uno studio del 1988, basato sull'analisi del ritmo di formazione stellare nei parsec centrali di M51, l'attuale fase di elevata formazione si esaurirà entro un centinaio di milioni di anni, al termine dei quali la Galassia Vortice tornerà a un ritmo più pacato, simile a quello della Via Lattea.

Per ora, però, e per molto tempo ancora, potremo godere lo spettacolo dei brillantissimi ammassi che punteggiano il disco e le "arterie" di M51. La lunga sfilza di immagini riprodotta di seguito è un omaggio a questa bellezza, che il telescopio spaziale Hubble ha saputo cogliere con incredibile ricchezza di dettagli.

La grande immagine pubblicata nel 2005 sul sito del telescopio spaziale (11477 x 7965 pixel per 205 MB) è stata leggermente ridotta e suddivisa in 48 ritagli di uguali dimensioni, ordinati dall'alto in basso e da sinistra a destra. Scorrendoli uno a uno, soprattutto nella vista ingrandita, è possibile notare molteplici elementi:

  • i nuclei di colore dorato delle due galassie, popolati da miriadi di stelle molto vecchie;
  • la complicata trama delle polveri galattiche, che, partendo dai bracci a spirale, si dirama dovunque, come un'immensa ragnatela;
  • un gran numero di regioni di formazione stellare, riconoscibili per il colore rosso intenso, annidate soprattutto lungo i bracci a spirale;
  • un'immensa quantità di brillanti ammassi stellari, esito della recente attività di formazione stellare;
  • una serie di lontane galassie di sfondo, visibili attraverso l'alone galattico nei punti dove la densità di stelle e polveri è minore.
<span class="di">Cortesia: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), The Hubble Heritage Team STScI/AURA)</span>
<span class="di">Cortesia: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), The Hubble Heritage Team STScI/AURA)</span>
<span class="di">Cortesia: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), The Hubble Heritage Team STScI/AURA)</span>
<span class="di">Cortesia: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), The Hubble Heritage Team STScI/AURA)</span>
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<span class="di">Cortesia: NASA, ESA, S. Beckwith (STScI), The Hubble Heritage Team STScI/AURA)</span>
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Riferimenti

Tag: articoli, gallerie, M51, NGC 5194, NGC 5195, galassie a spirale, galassie interagenti, telescopio spaziale hubble

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