Le galassie ultra-diffuse (UDG) sono un mistero per gli astronomi. Sono galassie più piccole in termini di numero di stelle, ma sono ancora distribuite su grandi distanze, rendendole deboli e difficili da individuare. Non è chiaro come si siano formate o se ci sia qualcosa di speciale negli aloni di materia oscura che le aiuta a formarsi.
Una ricerca pubblicata di recente potrebbe essere in grado di rispondere ad alcune domande in sospeso sulle UDG e, in particolare, sulle UDG "spente" – quelle cioè che non stanno formando nuove stelle. Attraverso una serie di simulazioni, gli astronomi sono stati in grado di individuare e analizzare alcune nuove galassie che corrispondono a questa descrizione.
Le osservazioni e la modellazione hanno rivelato che queste UDG spente sono nate in quella che è nota come un'orbita backsplash, ben oltre i bordi di una galassia ospite ma ancora vagamente connessi. In altre parole, facevano parte di un sistema più grande prima di isolarsi e condividere alcune caratteristiche con quel sistema originale. "Quello che abbiamo rilevato è in contrasto con le teorie sulla formazione delle galassie poiché le nane spente devono trovarsi in ammassi o ambienti di gruppo per rimuovere il loro gas e smettere di formare stelle", ha dichiarato l'astronoma Laura Sales dell'Università della California, Riverside.
La simulazione utilizzata dal team, chiamata TNG50, è stata in grado di prevedere con successo sistemi UDG simili a quelli che sono stati osservati. Potrebbe anche fungere da macchina del tempo, riportando indietro queste galassie per vedere da dove provenivano miliardi di anni fa. TNG50 ha anche suggerito che la percentuale di UDG spente in una popolazione ultra-diffusa di galassie potrebbe essere fino al 25%, molto più alta di quanto si pensasse sulla base delle osservazioni sul campo. Ciò potrebbe significare che ci sono molte di queste galassie là fuori che devono ancora essere rilevate dai nostri telescopi.
Una varietà di processi interni e forze esterne sono stati precedentemente esplorati come possibili ragioni per l'esistenza di UDG, ma finora non c'è stata una spiegazione valida per tutti che spieghi tutte queste galassie. "Una delle teorie più popolari per spiegare questo era che le UDG sono Vie Lattee fallite, il che significa che erano destinate ad essere galassie come la nostra Via Lattea, ma in qualche modo non sono riuscite a formare stelle", dice l'astronomo José Benavides dell'Istituto di Astronomia Teorica e Sperimentale in Argentina.
"Ora sappiamo che questo scenario non può spiegare tutte le UDG. Quindi stanno sorgendo modelli teorici in cui più di un meccanismo di formazione che possa essere in grado di formare questi oggetti ultra-diffusi". Le UDG sono come galassie nane in termini di quante stelle contengono – solo una frazione dei 200-400 miliardi nella Via Lattea – eppure sono di dimensioni paragonabili alla Via Lattea.
Man mano che telescopi più potenti saranno online, dovremmo essere in grado di rispondere a più domande su queste UDG. L'ottica migliorata di telescopi come il Vera C. Rubin Observatory e il Nancy Grace Roman Space Telescope comporterà la possibilità di rilevare un numero molto più elevato di questo tipo di galassie, con l'aiuto di simulazioni come TNG50.