27 Febbraio 2021

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Una nuova ipotesi per il mistero delle galassie a spirale

4 min read

This new Hubble image shows NGC 1566, a beautiful galaxy located approximately 40 million light-years away in the constellation of Dorado (The Dolphinfish). NGC 1566 is an intermediate spiral galaxy, meaning that while it does not have a well defined bar-shaped region of stars at its centre — like barred spirals — it is not quite an unbarred spiral either (heic9902o). The small but extremely bright nucleus of NGC 1566 is clearly visible in this image, a telltale sign of its membership of the Seyfert class of galaxies. The centres of such galaxies are very active and luminous, emitting strong bursts of radiation and potentially harbouring supermassive black holes that are many millions of times the mass of the Sun. NGC 1566 is not just any Seyfert galaxy; it is the second brightest Seyfert galaxy known. It is also the brightest and most dominant member of the Dorado Group, a loose concentration of galaxies that together comprise one of the richest galaxy groups of the southern hemisphere. This image highlights the beauty and awe-inspiring nature of this unique galaxy group, with NGC 1566 glittering and glowing, its bright nucleus framed by swirling and symmetrical lavender arms. This image was taken by Hubble’s Wide Field Camera 3 (WFC3) in the near-infrared part of the spectrum. A version of the image was entered into the Hubble’s Hidden Treasures image processing competition by Flickr user Det58.

Le braccia che avvolgono il nucleo di questa interessante formazione celeste infrangono la terza legge di Keplero per cui la velocità orbitale decresce con la distanza dal centro. Per spiegare questo fenomeno si ipotizzano la materia oscura o una correzione della seconda legge di Newton.

Un team internazionale composto da ricercatori dell’Isc-Cnr e del Laboratoire de Physique Nucleaire et de Hautes Energies di Parigi apre la strada a ipotesi diverse, dimostrando come sia possibile simulare al computer la nascita di una galassia a spirale. Lo studio è pubblicato su The Astrophysical Journal

Hanno la forma di un disco composto da un nucleo con alcune braccia che gli si avvolgono intorno. Sono le galassie a spirale, uno degli oggetti più suggestivi e interessanti dell’universo visibile rivelati dall’astronomia. Francesco Sylos Labini, ricercatore presso l’Istituto dei sistemi complessi del Consiglio nazionale delle ricerche (Isc-Cnr) e del Centro Fermi, ha recentemente pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal una ricerca sul tema in collaborazione con il Laboratoire de Physique Nucleaire et de Haute Energies (Lpnhe) di Parigi.

“Molte teorie hanno cercato di spiegare l’origine di questi sistemi, ma nessuna si è mai affermata come quella corretta e definitiva. Una delle più famose del secolo scorso è quella che suppone l’esistenza della materia oscura, cioè una componente della materia non direttamente osservabile ma solo percepibile”, spiega Sylos Labini. “Le curve di rotazione delle galassie a spirale, ovvero le variazioni della velocità orbitale delle stelle in funzione della loro distanza dal centro della galassia, finora hanno fornito l’evidenza più solida in favore della materia oscura. In questo sistema le stelle più lontane dal centro galattico orbitano quasi alla stessa velocità delle più vicine e questo fenomeno infrange la terza legge di Keplero, che definisce la velocità delle galassie inversamente proporzionale alla distanza dal centro. Per spiegare l’inaspettato fenomeno di quest’anomalia, dunque, è stato necessario ipotizzare una massa maggiore di quella visibile”.

Un’altra spiegazione delle particolari velocità osservate nelle galassie a spirale secondo i ricercatori è fornita dal modello della Dinamica newtoniana modificata (Mond): “Al fine di spiegare il particolare comportamento di queste galassie la teoria si propone di modificare la seconda legge di Newton, introducendo una nuova costante fondamentale”, precisa Sylos Labini. “La nostra pubblicazione si inserisce in questo interessante scenario fornendo una terza chiave di lettura del fenomeno. Grazie a simulazioni al computer e a calcoli teorici, abbiamo riprodotto il collasso gravitazionale di una nube ellissoidale di particelle isolate dando loro una piccola velocità di rotazione iniziale, constatando che ne derivano sistemi qualitativamente simili alle galassie a spirali, le cui braccia non sono stazionarie, cioè non orbitano come i pianeti intorno al Sole, che sono in uno stato di equilibrio, ma sono dei fenomeni generati da una dinamica fuori dall’equilibrio. La loro principale caratteristica è di avere delle velocità radiali oltre che circolari e le braccia a spirali sono formate proprio per effetto della combinazione di questi due moti. Invece di aver teorizzato un solo modello teorico, abbiamo dischiuso un ampio spettro di possibili modelli, su cui si baseranno nuovi studi offrendo un diverso quadro di lettura per un fenomeno affascinante e ancora misterioso”.

This new Hubble image shows NGC 1566, a beautiful galaxy located approximately 40 million light-years away in the constellation of Dorado (The Dolphinfish). NGC 1566 is an intermediate spiral galaxy, meaning that while it does not have a well defined bar-shaped region of stars at its centre — like barred spirals — it is not quite an unbarred spiral either (heic9902o). The small but extremely bright nucleus of NGC 1566 is clearly visible in this image, a telltale sign of its membership of the Seyfert class of galaxies. The centres of such galaxies are very active and luminous, emitting strong bursts of radiation and potentially harbouring supermassive black holes that are many millions of times the mass of the Sun. NGC 1566 is not just any Seyfert galaxy; it is the second brightest Seyfert galaxy known. It is also the brightest and most dominant member of the Dorado Group, a loose concentration of galaxies that together comprise one of the richest galaxy groups of the southern hemisphere. This image highlights the beauty and awe-inspiring nature of this unique galaxy group, with NGC 1566 glittering and glowing, its bright nucleus framed by swirling and symmetrical lavender arms. This image was taken by Hubble’s Wide Field Camera 3 (WFC3) in the near-infrared part of the spectrum. A version of the image was entered into the Hubble’s Hidden Treasures image processing competition by Flickr user Det58.
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