Oyashio, un fiume di stelle in un’altra galassia svela la materia oscura

Dove è stato trovato: la galassia ultra-diffusa UGC 9050-Dw1

Il flusso si trova in UGC 9050-Dw1, una galassia ultra-diffusa (UDG) — un tipo di galassia nana molto debole e con una bassa luminosità superficiale . Si ritiene che le UDG siano estremamente ricche di materia oscura, il che le rende bersagli ideali per studiare questa sostanza misteriosa .

• Galassia ospite: UGC 9050-Dw1
• Distanza: ~115 milioni di anni luce (35,2 megaparsec) dalla Terra
• Margine d'errore sulla distanza: 35,2 ± 2,5 Mpc

Come è stato identificato: dati d'archivio di Hubble + occhi nuovi

Il flusso era così debole che i normali rilievi astronomici lo avevano completamente mancato. Il colpo di scena è arrivato quando un team guidato dalla dottoranda Julie Kiel Holm (Istituto Niels Bohr) e dalla professoressa associata Sarah Pearson (DTU Space) ha rianalizzato le immagini d'archivio del Telescopio Spaziale Hubble utilizzando tecniche di elaborazione avanzate .

Ciò che hanno scoperto è una struttura sottilissima e curva che si estende per circa 2 kiloparsec (più o meno 6.500 anni luce) da un compatto ammasso globulare . La sua forma allungata e stretta, insieme all'allineamento con l'ammasso superstite, ha confermato che si trattava di un flusso stellare mareale — stelle strappate via dalla gravità della galassia ospite .

Il flusso è stato battezzato Oyashio, come una fredda corrente oceanica del Pacifico settentrionale, seguendo una tradizione che usa i nomi delle correnti marine per i flussi extragalattici .

Perché Oyashio è così importante: una nuova finestra sulla materia oscura

Un flusso stellare è come una scia di briciole di pane cosmica. Poiché tutte le stelle del flusso viaggiano lungo la stessa orbita, la forma, la larghezza e la curvatura del flusso rivelano direttamente il campo gravitazionale totale della galassia ospite . Gli astronomi possono simulare quell'orbita per misurare la distribuzione della massa della galassia — inclusa la sua componente invisibile di materia oscura.

• Prima applicazione extragalattica: Sono noti centinaia di flussi legati ad ammassi globulari nella Via Lattea, usati per mappare il suo alone di materia oscura. Oyashio dimostra che questa tecnica funziona anche per galassie molto lontane dalla nostra .
• Testare le UDG ricche di materia oscura: Si pensa che le galassie ultra-diffuse come UGC 9050-Dw1 siano dominate dalla materia oscura. Oyashio fornisce un modo diretto e quantitativo per misurare quanta materia oscura contenga la galassia e come sia distribuita, offrendo nuovi vincoli ai modelli di formazione galattica .
• Modellazione dinamica del flusso: Il team ha utilizzato modelli dinamici direttamente adattati alla forma del flusso per determinare la massa dell'ammasso globulare progenitore e produrre la prima stima della massa dell'alone di una galassia ultra-diffusa basata su un flusso stellare .

Come ha spiegato l'astrofisica della Northwestern University Tjitske Starkenburg, coautrice dello studio: "Le stelle in un flusso stellare viaggiano tutte lungo la stessa orbita, e quell'orbita è modellata dalla gravità della galassia." Modellando quella gravità, i ricercatori possono stimare la massa totale della galassia e, cosa cruciale, quanta di quella massa sia materia oscura .

Cosa ci aspetta

Oyashio è solo l'inizio. Gli astronomi si aspettano che molti altri flussi stellari extragalattici attendano di essere scoperti negli archivi dei telescopi, sia attuali che futuri — in particolare con il James Webb Space Telescope e gli osservatori di nuova generazione. Ogni nuovo flusso offrirà un'altra occasione per pesare la materia invisibile che dà forma alle galassie .

"Abbiamo scoperto un flusso stellare di un ammasso globulare in un'altra galassia. È la prima volta che un flusso del genere viene osservato al di fuori della nostra galassia, la Via Lattea, e questo rende la scoperta particolarmente entusiasmante," ha dichiarato la Holm .