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Cosa sono le galassie? (Senza gergo!)

Cosa sono le galassie

Con il successo del lancio e del funzionamento del telescopio spaziale James Webb, potresti aver visto alcune delle incredibili immagini che ha catturato finora. Di seguito è possibile vedere una delle prime immagini di James Webb. 

galassia

Credito immagine: NASA/ESA/STsci

Questa immagine è del Quintetto di Stephans, un raggruppamento visivo di cinque galassie. Mentre la risoluzione di queste cinque galassie è sorprendente, James Webb è così potente che possiamo vedere migliaia di galassie anche sullo sfondo di questa immagine. Cosa sono le galassie? Quanti sono lì? Come sono fatti? 

Cosa sono le galassie?

Le galassie sono oggetti formati da miliardi di stelle, loro sistemi solari, gas, polvere e materia oscura, tutti tenuti insieme dalla gravità. Le galassie sono i mattoni dell'Universo. Hanno miliardi di anni e sono stati modellati nel corso della loro vita dalle interazioni all'interno della galassia e con altre galassie. Sebbene sia impossibile contare ogni galassia e ottenere un numero esatto, gli astronomi stimano che ci siano tra 100 e 200 miliardi di galassie nel nostro Universo. 

Quali tipi di galassie esistono?

Esistono tre classificazioni per le galassie: spirale, ellittica e irregolare. Le galassie a spirale hanno braccia curve. Le galassie ellittiche sono lisce e di forma ovale. Le galassie irregolari sono galassie senza forma definita. Le galassie di qualsiasi categoria abbracciano un'ampia gamma di dimensioni. Le galassie nane contengono solo 100 milioni di stelle, mentre le galassie più grandi contengono trilioni di stelle. 

Quali tipi di galassie esistono

Credito immagine: A. Feild (STScI)

Galassie ellittiche

Circa un terzo delle galassie sono galassie ellittiche. Possono variare di forma da quasi circolare a allungata come un sigaro. Rispetto ad altri tipi di galassie, le galassie ellittiche contengono poco gas e polvere e non formano più stelle attivamente. Le stelle nelle galassie ellittiche sono più vecchie e spesso danno loro un colore giallo arancio. Le galassie ellittiche più piccole sono larghe solo poche migliaia di anni luce. Le galassie ellittiche giganti sono rare e hanno un diametro di circa 300,000 anni luce. 

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Galassie a spirale

Le galassie a spirale sono divise in due gruppi: spirali barrate e spirali normali. Le spirali barrate si distinguono dalle spirali normali perché le loro braccia non raggiungono completamente il centro della galassia. Le braccia sono collegate alle due estremità di una barra diritta attraverso il centro della galassia. 

A sinistra: La Grande Galassia Sprial Barrata (Credit: Dark Energy Survey/DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURA) A destra: Galassia a spirale (Credit: ESA/Hubble & NASA, ESO, J. Lee and the PHANGS- Squadra HST)

Le galassie a spirale stanno ancora formando attivamente stelle, questo conferisce loro un aspetto blu-bianco. Una grande frazione dell'Universo locale è costituita da galassie a spirale. La nostra galassia, la Via Lattea, è una galassia a spirale. Il nostro sistema solare è alla periferia di uno dei suoi bracci a spirale.

Galassie a spirale

Credito immagine: NASA

Galassie irregolari

Le galassie irregolari hanno pochissima polvere e sono molto abbondanti nell'Universo primordiale. Quando guardiamo all'Universo primordiale, guardiamo indietro nel tempo. Si sospetta che ci siano così tante galassie irregolari nell'Universo primordiale perché non si sono formate in galassie a spirale o ellittiche. 

Oltre a queste tre categorie, gli astronomi vedono spesso molte galassie dalla forma insolita. Queste galassie puntano ad essere in una fase di transizione della loro evoluzione. Questo potrebbe essere dovuto all'interazione o alla collisione con un'altra galassia, o ai nuclei galattici attivi centrali delle galassie che espellono materiale dalla galassia. 

Come si formano le galassie?

Gli scienziati non sanno con certezza come le galassie si siano formate e si siano evolute nelle forme che vediamo oggi, ma hanno teorie sulle loro origini ed evoluzioni. Con l'aiuto dei supercomputer, gli scienziati possono creare ed eseguire simulazioni per guardare indietro nel tempo all'Universo primordiale e simulare come una galassia potrebbe essersi formata ed evoluta nel corso della sua vita. 

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Gli scienziati hanno concluso che le galassie più antiche si sono formate abbastanza presto dopo il Big Bang. La maggior parte delle galassie si è formata durante le prime fasi dell'Universo, sebbene alcune galassie si siano formate negli ultimi miliardi di anni. Che è relativamente recente sulla scala di un Universo di 13.8 miliardi di anni.

Gli scienziati prevedono che l'Universo primordiale fosse principalmente riempito di idrogeno ed elio, anche se non uniformemente disperso. Alcune aree erano più dense di altre. Queste regioni dense hanno consentito all'idrogeno e all'elio di accumularsi in piccole nuvole che alla fine collassano sotto la loro gravità. Questo ha formato la prima generazione di stelle.

Queste nuvole hanno continuato a collassare e formare stelle, oltre ad essere attratte gravitazionalmente da altre nuvole. Quando queste nuvole hanno iniziato a combinarsi tra loro, hanno iniziato a girare ea collassare ulteriormente creando stelle lungo il percorso. Questo gas, polvere, stelle e materia oscura si sono formati nelle galassie che vediamo oggi. 

Evoluzione Galattica

Capire come si evolvono le galassie è un importante campo di studio. Ci sono tre modi in cui le galassie si evolvono. 

Evoluzione passiva – Ciò si verifica quando una galassia rimane indisturbata da interazioni o fusioni con altre galassie. La formazione stellare alla fine si interrompe e queste galassie diventano lentamente più deboli e più rosse man mano che le stelle invecchiano e alla fine muoiono. 

Interazioni e Fusioni – Questi processi possono o meno innescare la formazione di nuove stelle. Se queste interazioni non portano nuove stelle, allora solo la forma delle galassie si evolve in qualcosa di nuovo. Se, tuttavia, queste interazioni innescano la nascita di nuove stelle, la luminosità e il colore delle galassie cambieranno così come la forma. 

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Evoluzione secolare – Questa evoluzione è guidata da fattori interni alla galassia come la formazione stellare o l'attività attiva dei nuclei galattici. 

Collisioni galattiche

Mentre lo spazio tra le galassie sembra enorme, è tutto relativo. Le galassie sono estremamente grandi, quindi rispetto alle stelle, le galassie sono relativamente vicine tra loro. Ciò fa sì che le galassie interagiscano e si scontrino tra loro. Quando le galassie si scontrano, si attraversano, le loro stelle non si scontrano l'una nell'altra.

Poiché le stelle sono così piccole rispetto alle galassie, hanno distanze relativamente grandi tra loro, rendendo estremamente rara la collisione durante una fusione. L'interazione delle forze gravitazionali delle galassie a volte può causare la formazione di nuove stelle, supernove o anche formare buchi neri

Collisioni galattiche

Credito immagine: NASA, ESA e Hubble Heritage Team (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration COMUNICATO STAMPA: 2006-46 >

La Via Lattea si scontrerà con un'altra galassia?

Sì! La nostra galassia, la Via Lattea, è sulla buona strada per entrare in collisione con la nostra vicina, la galassia di Andromeda, tra quattro miliardi di anni. Mentre la collisione iniziale con Andromeda avverrà tra quattro miliardi di anni, le simulazioni al computer prevedono che ci vorranno altri due miliardi di anni prima che le galassie si fondano completamente in una galassia ellittica. Di seguito è riportata la rappresentazione di un artista di come apparirà il nostro cielo tra 3.75 miliardi di anni, appena prima che la nostra Via Lattea entri in collisione con Andromeda.

La Via Lattea si scontrerà con un'altra galassia

Illustraion Credit: NASA, ESA, Z. Levay e R. van der Marel (STScI), T. Hallas e A. Mellinger COMUNICATO STAMPA: 2012-20 >

Riferimenti

https://www.space.com/25303-how-many-galaxies-are-in-the-universe.html
https://astronomy.swin.edu.au/cosmos/E/evolution+of+galaxies
https://noirlab.edu/public/images/iotw2127a/
https://esahubble.org/images/potw2114a/
https://esahubble.org/wordbank/spiral-galaxy/#:~:text=Barred%20spirals%20differ%20from%20normal,to%20be%20barred%20spiral%20galaxies.
https://www.nasa.gov/webbfirstimages
https://hubblesite.org/science/galaxies
https://svs.gsfc.nasa.gov/11534#:~:text=Galaxies%20are%20thought%20to%20begin,them%20into%20larger%20spinning%20packs.
https://spaceplace.nasa.gov/galaxy/en/
https://spaceplace.nasa.gov/galactic-explorer/en/

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Cassie Hatcher

Cassie Hatcher

Cassie apprende da sempre con la passione di comunicare la scienza di alto livello in una questione di conversazione. Ha conseguito una laurea e un master in fisica e ha scritto due tesi di astronomia, una delle quali è stata pubblicata. Ha conseguito uno stage presso il Goddard Space Flight Center della NASA nel 2016 e ha avuto la possibilità di vedere il James Webb Space Telescope mentre veniva costruito.

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