Capitolo 5 Cosmologia
 

Formazione   stellare   nelle   galassie   di   ammasso
La formazione stellare nelle galassie può essere fortemente influenzata da fattori esterni. Gli ammassi di galassie sono strutture in continua evoluzione, poiché continuano ad arricchirsi di nuove galassie catturate nel loro potenziale gravitazionale. La maggior parte degli ammassi, inoltre, è tuttora in fase di assemblaggio, con diverse componenti che stanno fondendo, sempre per attrazione gravitazionale, per produrre una grande struttura unica.
      Le stelle si formano dal gas interstellare quando questo si viene a trovare in condizioni fisiche adatte. Ed è proprio il gas il primo a risentire delle interazioni della galassia con l'ammasso. Queste interazioni possono inibire o addirittura fermare la formazione stellare in una galassia, quando il gas le viene strappato, oppure possono innescare episodi rapidi e violenti di formazione stellare, quando fanno condensare il gas nelle regioni interne della galassia stessa.
      Per fare luce su questa complessa fenomenologia, si è intrapreso uno studio delle proprietà spettroscopiche di galassie appartenenti ad ammassi a redshift diversi, di cui saranno qui mostrati alcuni risultati . I dati per questo studio sono stati ottenuti con NTT-EMMI e VLT-FORS2 dell'ESO, con la tecnica MOS ("Multi Object Spectrograph"), che permette di acquisire contemporaneamente spettri di un certo numero (-30) di galassie.
      Un modo efficace per classificare le galassie è basarsi proprio sulle proprietà spettrali. Gli spettri, infatti, contengono informazioni sulle proprietà fisiche medie delle popolazioni stellari, sulla composizione chimica, sulla loro età e sulla formazione stellare. Basandosi sulla misura ("larghezza equivalente") di una serie di righe in assorbimento e in emissione (OII, Hδ, OIII, Hα, e la profondità del break a 400 nm) di un campione di 102 galassie in un ammasso a redshift z = 0.21, è stato possibile individuare quattro diverse classi spettrali:
  1. galassie in evoluzione passiva (E): sono galassie con popolazioni stellari relativamente "vecchie" e comunque senza segni di formazione stellare recente. Questa categoria è sostanzialmente composta da galassie ellittiche;
  2. galassie con righe di emissione (ELG), caratterizzate da colore blu e da formazione stellare attiva;
  3. galassie con assorbimento in Hδ forte, indice di recenti episodi di formazione stellare;
  4. spirali anemiche (Ab): sono galassie con le stesse proprietà spettrali della galassie in evoluzione passiva, ma sono dominate da dischi. Si tratta di galassie a cui è stato sottratto il gas;
      Per capire i meccanismi che influenzano la formazione stellare, è risultato estremamente interessante collegare le proprietà spettrali delle galassie con la loro posizione nell'ammasso. Si rileva innanzi tutto che le galassie "passive", in pratica le galassie ellittiche, si distribuiscono uniformemente nell'ammasso, con prevalenza delle regioni più dense. Questo è un risultato naturale, visto che è proprio l'addensamento di galassie ellittiche che, in qualche modo, definisce la presenza di un ammasso. Le galassie con formazione stellare attiva, invece, evitano proprio le regioni più dense, mentre le galassie classificate come HDS si distribuiscono prevalentemente in direzione perpendicolare all'allungamento della struttura dell'ammasso. Nonostante le dimensioni del campione in esame non siano chiaramente sufficienti per trarre conclusioni statisticamente robuste, il quadro che questi dati presentano è abbastanza netto e chiaro, ed è il seguente.
      Innanzitutto, il motivo per cui non si trovano galassie con righe di emissione nelle regioni più dense è che in quelle condizioni fisiche il gas viene sicuramente strappato via o a causa delle numerose interazioni mareali con altre galassie o dalla pressione del mezzo diffuso che in quelle regioni è molto denso. Questo spiega anche la maggior concentrazione di galassie ellittiche o comunque povere di gas e senza formazione stellare.
      La posizione delle galassie HDS è un po' più complessa da spiegare. Queste galassie si trovano in una regione che risente dell'interazione tra due componenti dell'ammasso: una centrale e una regione periferica. Un possibile effetto dell'interazione tra le due componenti dell'ammasso è la concentrazione del gas nelle regioni interne delle galassie, con l'innesco di una breve fase di formazione stellare. Questa breve fase di formazione stellare è testimoniata, appunto, dal forte assorbimento nella riga Hδ dell'idrogeno.

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