Perché NGC 4654 ha una forma così asimmetrica?

Una spirale con una coda da un solo lato

NGC 4654 si trova a circa 72 milioni di anni luce, nella costellazione della Vergine, e appartiene alla categoria delle galassie a spirale intermedie: presenta caratteristiche sia delle spirali senza barra sia di quelle barrate. Al centro possiede infatti una barra debole .

La caratteristica più evidente nell’immagine è però la sua marcata asimmetria. Un lato del disco ha un bordo arrotondato e nettamente definito; dal lato opposto si estende una lunga coda di gas, che prosegue oltre il campo di vista di Hubble . È il tratto distintivo della cosiddetta “spirale a un solo lato”.

Le due forze che hanno deformato la galassia

1. La pressione dinamica del gas intergalattico

NGC 4654 attraversa ad alta velocità il mezzo intracluster, cioè il gas caldo e rarefatto che riempie lo spazio tra le galassie dell’ammasso della Vergine. Questo movimento genera una pressione dinamica — in inglese ram pressure — che comprime il gas su un lato e ne strappa una parte dal disco, contribuendo a formare la lunga coda osservata nell’immagine .

2. L’interazione gravitazionale con NGC 4639

In passato NGC 4654 ha avuto un passaggio ravvicinato e relativamente rapido accanto alla più massiccia NGC 4639. La gravità della galassia vicina ha alterato la distribuzione di stelle e gas, imprimendo al sistema una deformazione non uniforme .

Il punto centrale degli studi è che nessuno dei due fenomeni, preso singolarmente, spiega tutti i dettagli osservati. Le simulazioni numeriche mostrano che soltanto un modello che combina l’interazione mareale con la pressione dinamica riesce a riprodurre la struttura e la cinematica di NGC 4654 .

Quali dati stanno usando gli astronomi?

I dati impiegati per realizzare l’immagine del 2026 provengono da un programma di osservazione di Hubble dedicato al ciclo di formazione stellare e di feedback stellare nelle galassie vicine. Le osservazioni nell’ultravioletto e nella luce visibile aiutano a individuare le popolazioni stellari giovani e il gas ionizzato .

Per ricostruire il quadro completo, gli astronomi stanno inoltre mettendo a confronto:

• dati d’archivio di Hubble, inclusi quelli delle camere WFPC2 e ACS, utilizzati anche per studiare gli ammassi stellari e la struttura del nucleo di NGC 4654 ;
• osservazioni radio e dell’idrogeno neutro, tra cui quelle ottenute con il Very Large Array (VLA), per mappare il gas atomico;
• osservazioni nel lontano infrarosso e nel submillimetrico, realizzate con strumenti come ALMA e Herschel, per esaminare il gas molecolare e le regioni compresse ai margini del disco ottico ;
• dati sulle emissioni di monossido di carbonio raccolti con il radiotelescopio IRAM da 30 metri, utili a studiare le condizioni del gas dove si formano nuove stelle .

Uno studio del 2021 ha analizzato proprio la combinazione tra interazione gravitazionale e strappo dovuto alla pressione dinamica in NGC 4654. La ricerca ha esaminato una regione di gas fortemente compressa vicino al bordo esterno del disco e il modo in cui tale compressione può favorire la formazione stellare .

Un laboratorio per studiare la nascita delle stelle

L’interesse per NGC 4654 va oltre la sua forma spettacolare. Incrociando immagini di Hubble con i dati radio e infrarossi, i ricercatori possono seguire il percorso del gas: dalle regioni sottoposte a compressione, dove può innescarsi la nascita di nuove stelle, alle aree in cui la perdita di gas può invece ridurre o interrompere la formazione stellare .

La galassia offre quindi un laboratorio naturale per capire come l’ambiente di un ammasso e gli incontri tra galassie possano trasformare nel tempo la struttura di una spirale e il suo ritmo di formazione stellare.