Le galassie sono disponibili in molte forme e dimensioni. Tra i più grandi ci sono le “ellittiche”, enormi conglomerati a forma di palla fino a un trilione di stelle. Dove vivono e come sono costruiti possono insegnare agli astronomi molto sull’evoluzione dell’universo e su ciò che il futuro ha in serbo per la nostra Via Lattea.

Le ellittiche sono una delle tre classi principali di galassie definite dall’astronomo americano Edwin Hubble nel 1936. A differenza delle altre due classi—spirali e lenticolari—ellittiche hanno quasi nessuna struttura distinguibile. Sono semplici come può essere un raduno di stelle: enormi macchie di forma approssimativamente sferica. Attraverso un telescopio amatoriale, appaiono come non più di una macchia rotonda e sfocata di luce sullo sfondo scuro del cielo notturno.

La galassia ellittica gigante NGC 1132 si trova a circa 300 milioni di anni luce dalla Terra. Con un diametro di circa 240.000 anni luce, è più del doppio della nostra Via Lattea! I molti punti di luce che lo circondano sono uno sciame di ammassi globulari che potrebbero essere alcuni dei resti di miliardi di anni di collisioni galattiche. Credito: M. West (ESO, Cile), NASA, ESA e il patrimonio Hubble (STScI/AURA)-Collaborazione ESA/Hubble.

Più di qualsiasi altra classe galattica, le ellittiche presentano una vasta gamma di dimensioni e masse. Le più piccole, ellittiche nane, sono solo poche centinaia di anni luce e non sono molto più grandi degli ammassi globulari. Il più grande si estende per centinaia di migliaia di anni luce da un’estremità all’altra e nano la nostra galassia in confronto. Il più massiccio può contenere quasi un trilione di stelle, o circa mille volte più della Via Lattea.

L’apparente semplicità di una galassia ellittica—una massiccia palla di stelle—può essere ingannevole. All’interno dei loro aloni uniformi, le ellittiche mostrano una storia ricca e complessa che risale alle radici dell’universo stesso.

Le ellittiche sono vecchie. Le stelle che vivono al loro interno sono tra le più antiche dell’universo. A differenza dei loro cugini a spirale, le galassie ellittiche hanno spento i loro motori di formazione stellare. Privi di gran parte del gas e della polvere necessari, non creano più nuove stelle. Invece, si tengono saldamente alle stelle antiche che hanno vissuto per miliardi di anni.

La mancanza di gas interstellare è una reliquia del passato violento delle ellittiche. I moti delle stelle all’interno di queste galassie, insieme a sofisticate simulazioni al computer, rivelano che sono molto probabilmente il prodotto di molte collisioni galattiche. Mentre le galassie a spirale si scontrano, gran parte del gas viene rimosso e gettato nello spazio intergalattico. Ciò che rimane viene rapidamente compresso, innescando un’esplosione di formazione stellare nota come starburst. L’ondata di nuove stelle esaurisce ulteriormente le riserve di gas della galassia attraverso intensi venti stellari e supernove che soffiano nuvole di gas nello spazio profondo.

Due galassie a spirale sono catturate nelle fasi finali di una collisione in questa immagine di Hubble. Chiamati NGC 2623, i centri si sono già fusi per formare una nuova galassia massiccia mentre flussi di stelle e gas vengono lanciati nello spazio. Credito: NASA, ESA e A. Evans (Stony Brook University, New York, University of Virginia & National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, USA)

Le regioni più dense dell’universo forniscono fertili basi di alimentazione per la coltivazione di ellittiche. Negli ammassi ricchi, le collisioni galattiche sono comuni. Le galassie più grandi tirano dentro molte più piccole e si costruiscono cannibalizzando i loro vicini. In densi ammassi galattici, come l’Ammasso di Coma situato a quasi 300 milioni di anni luce dalla Terra, la maggior parte delle galassie sono ellittiche. In questo ammasso, si sono tutti riuniti verso il centro dell’ammasso lasciando le restanti galassie a spirale verso i bordi. Al centro dell’ammasso si trova una massiccia galassia ellittica—NGC 4874—dieci volte più grande della Via Lattea e circondata da uno sciame di ellittiche nane più piccole.

Nella costellazione di Coma Berenices, a 350 milioni di anni luce di distanza, è l’Ammasso di Coma. Il nucleo dell’ammasso, immagine qui, ospita molte galassie ellittiche. Il più grande, NGC 4874 (il blob fuzzy a destra), è dieci volte più grande della nostra galassia! Credit: ESA/Hubble & NASA

Uno degli aspetti più intriganti delle ellittiche giganti è ciò che nascondono nei loro nuclei. Nel profondo dei centri, le ellittiche contengono ciascuna un buco nero supermassiccio. Un tipico buco nero si forma dalla morte di una stella massiccia e pesa al massimo un paio di volte più del nostro sole. I buchi neri nei centri galattici, tuttavia, possono contenere la massa di diversi miliardi di soli. Nessuna stella può farlo. La formazione di questi buchi neri supermassicci è un’area di ricerca attiva. Molto probabilmente, riflettono la storia della formazione della galassia. Ogni collisione galattica imbuti il materiale fino al centro della galassia dove i singoli buchi neri di dimensioni stellari possono fondersi e crescere.

Scrutando in profondità nel nucleo della galassia ellittica NGC 7052, gli astronomi hanno scoperto un disco di materiale migliaia di anni luce. Il materiale gira così velocemente che solo un buco nero con la massa di molti milioni di soli può tenere tutto insieme! Credito: Roeland P. van der Marel (STScI), Frank C. van den Bosch (Univ. di Washington), e NASA / ESA

Le galassie ellittiche sono tra i più grandi sistemi a stella singola nel cosmo e conservano una lunga storia di collisioni galattiche. Alloggiando fino a un trilione di soli, possono persino fornire una sbirciatina nel futuro dell’universo. Le ellittiche continueranno a consumare tutte le galassie a spirale? Il lontano futuro porterà a un universo di sole galassie ellittiche in cui tutta la formazione stellare è cessata da tempo? Questi enormi magazzini stellari contengono suggerimenti sia sul passato che sul futuro del nostro universo e, per questo motivo, attireranno lo sguardo dell’astronomo per molte generazioni a venire.