Un'indagine completata utilizzando una combinazione di telescopi terrestri e spaziali ha prodotto un tesoro di ammassi globulari precedentemente sconosciuti, vecchi gruppi densi di migliaia di stelle che si sono formate tutte allo stesso tempo, nelle regioni esterne della galassia ellittica Centaurus A. Il lavoro rappresenta un progresso significativo nella comprensione dell'architettura e della storia cosmologica di questa galassia e offre nuove intuizioni sulla formazione delle galassie in generale e sulla distribuzione della materia oscura nell'universo.
Allison Hughes, dottoranda presso il Dipartimento di Astronomia dell'Università dell'Arizona e l'Osservatorio Steward, è la prima autrice di un articolo peer-reviewed pubblicato riassumendo i risultati di un precedente articolo apparso sull'Astrophysical Journal a giugno. Ha presentato lo studio martedì durante una conferenza stampa della Astronomical Society of America. A causa delle preoccupazioni COVID-19, le conferenze stampa si sono tenute virtualmente su Zoom.
Centaurus A, noto anche come NGC 5128, è una galassia ellittica visivamente sbalorditiva con un getto emesso da un buco nero supermassiccio al suo centro e spettacolari flussi di stelle sparse, lasciate indietro da collisioni e fusioni passate con galassie più piccole in orbita attorno a Centaurus A. Situato nella costellazione del Centauro, a 13 milioni di anni luce dalla Terra, Centaurus A è troppo lontano per consentire agli astronomi di vedere singole stelle, ma gli ammassi stellari possono essere identificati e usati come "prove fossili" della tumultuosa evoluzione della galassia.
Hughes e i suoi colleghi hanno presentato un nuovo catalogo di circa 40.000 potenziali ammassi globulari in Centaurus A, raccomandando osservazioni di follow-up focalizzate su un insieme di 1.900 che hanno maggiori probabilità di essere veri ammassi globulari. I ricercatori hanno esaminato i candidati agli ammassi globulari con un raggio previsto di circa 150 kiloparsec, quasi mezzo milione di anni luce dal centro della galassia. I dati combinano osservazioni provenienti dalle seguenti fonti: il Panoramic Imaging Survey of Centaurus and Sculptor, o PISCeS; Gaia, osservatorio spaziale dell'Agenzia spaziale europea; e il NOAO Source Catalog, che combina immagini accessibili al pubblico da telescopi in entrambi gli emisferi che coprono quasi l'intero cielo.
Centaurus A è stato un obiettivo principale per gli studi sugli ammassi globulari extragalattici a causa della sua ricchezza e vicinanza alla Terra, ma la maggior parte degli studi si è concentrata sui 40 kiloparsec interni (circa 130.500 anni luce) della galassia, ha spiegato Hughes, lasciando i confini esterni della galassia in gran parte inesplorati.
Dalla struttura di Centaurus A gli astronomi hanno dedotto che deve aver attraversato diverse importanti fusioni con altre galassie, assumendo il suo aspetto attuale globulare con regioni simili a fiumi molto più ricche di stelle rispetto alle aree circostanti, ha spiegato Hughes. Centaurus A offre agli astronomi l'opportunità di studiare da vicino una galassia molto diversa dalla nostra. La Via Lattea, così come la sua vicina, la Galassia di Andromeda, sono entrambe galassie a spirale. Ma nel cosmo le galassie ellittiche, meno ordinate, sono quelle più numerose.
"Centaurus A può sembrare uno strana anomalia, ma solo perché possiamo avvicinarci abbastanza da vedere i suoi dettagli ", ha dichiarato Hughes. Sia le galassie ellittiche che quelle a spirale, come la Via Lattea, sono probabilmente più disordinate di quanto pensassimo, ce ne rendiamo conto non appena le guardiamo un po' più in profondità. Gli ammassi globulari servono come prova di processi avvenuti molto tempo fa, ha spiegato Hughes.
Gli ammassi stellari si formano da dense chiazze di gas nel mezzo interstellare. Quasi ogni galassia ha ammassi globulari, compresa la Via Lattea, che ne vanta circa 150, ma la maggior parte delle stelle non sono disposte in tali grumi. Studiando gli ammassi globulari, gli astronomi possono raccogliere indizi sulla galassia che li ospita, come la sua massa, la sua storia di interazioni con le galassie vicine e persino la distribuzione della materia oscura all'interno, secondo Hughes.
"Gli ammassi globulari sono interessanti perché possono essere usati come traccianti di strutture e processi in altre galassie in cui non possiamo individuare singole stelle", ha affermato Hughes. "Si aggrappano a firme chimiche, come la composizione elementare delle loro singole stelle, quindi ci dicono qualcosa sull'ambiente in cui si sono formati".
I ricercatori hanno cercato specificamente ammassi globulari lontani dal centro della galassia perché la sottostruttura di Centaurus A suggerisce una grande popolazione non scoperta di tali ammassi, ha spiegato Hughes. Osservazioni precedenti avevano trovato poco meno di 600 ammassi nelle regioni più centrali, ma le regioni esterne della galassia erano rimaste in gran parte inesplorate.
"Abbiamo guardato più lontano e abbiamo già scoperto più di 100 nuovi cluster, e molto probabilmente ce ne sono di più, perché non abbiamo nemmeno finito di elaborare i dati", ha dichiarato Hughes. "Possiamo quindi usare quei dati per ricostruire l'architettura e i movimenti in quella galassia, e anche capire la sua massa. Da ciò, possiamo alla fine sottrarre tutte le sue stelle e vedere cosa è rimasto, quella massa invisibile deve essere la sua materia oscura."