Galassie locali

GALASSIE LOCALI

Le galassie nell'Universo Locale rappresentano una finestra del tutto privilegiata per la cosmologia osservativa contemporanea. Data la loro vicinanza, le osservazioni muti-frequenza delle galassie locali

rivelano una così grande ricchezza di dettagli morfologici, cinematici e strutturali, ineguagliabile nello studio di galassie distanti, tale da alimentare, provare o mettere in discussione gli studi teorici che ambiscono descrivere la loro storia evolutiva. Inoltre, le galassie locali evolvono in una grande varietà di ambienti, dagli ammassi, ai gruppi, al campo, che sappiamo influenzare la loro storia evolutiva. Il loro studio comparativo permette di evitare forti errori sistematici nella comprensione della loro evoluzione.

Presso l'Osservatorio Astronomico di Padova (OAPd) sono sviluppati molti studi sulle galassie locali.
Questi programmi utilizzano la migliore strumentazione a terra (VLT, LBT,..) e nello spazio (XMM, Chandra, HST …) sia attraverso proposte osservative originali o sfruttando le grandi basi di dati sia generate da gradi imprese osservative a terra (SDSS) o patrimonio di missioni spaziali, recenti o ancora in corso, (HST, GALEX, Spitzer, Chandra). La natura ‘evoluta’ delle galassie locali richiede uno speciale metodo di studio, detto archeologico, un metodo che confronta costantemente teoria e osservazioni per una corretta interpretazione della loro evoluzione. I programmi calcolo teorico utilizzano super-computers (disponibili presso il CINECA e altri centri europei) e sono indirizzati a sviluppare simulazioni ad alta risoluzione per studiare l'evoluzione delle galassie, la formazione stellare nelle galassie e gli effetti prodotti dall'interazione tra galassie.

Molti lavori, sia osservativi che teorici, si focalizzano sullo studio delle galassie early-type
(E + S0, ETGs). Sebbene le ETG siano storicamente trattate come un’unica classe di galassie,
si pensa che le ellittiche (E) siano l’evidenza fossile dell’evoluzione delle galassie guidata da processi di fusione, mentre le S0 siano il risultato di vari processi inclusa l'evoluzione secolare in cui giocano fenomeni di progressiva spoliazione del gas residuo. Ad OAPd si tenta di comprendere l’evoluzione delle ETGs studiando la loro distribuzione di energia spettrale (SED) dal lontano UV (GALEX), all’ottico e vicino IR (X-shooter) fino al medio infrarosso (MIR, Spitzer). E' stata proposta una nuova classificazione spettrale in MIR che separa ETGs che evolvono passivamente da quelle con nuclei attivi, sia per la presenza di una formazione stellare indotta che per attivita’ di tipo AGN usando le proprietà ' del mezzo interstellare (ISM).
In MIR il mezzo interstellare mostra la presenza emissioni sia da ioni che da molecole e di complessi composti da Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH). L'obiettivo è di investigare le classi di transizione, che presentano emissioni di H2 e PAH, in un unico quadro evolutivo che suggeriamo essere quello dovuto ad un accrescimento di materia sia da fusione che da evoluzione secolare. A questo scopo stiamo estendendo la classificazione spettrale MIR a tutte le galassie ETGs nel catalogo Revised Shapley-Ames con spettri con buon segnale rumore nell'archivio Spitzer-IRS.

Stiamo inoltre studiando sia le ETGs che le galassie late-type (spirali + irregolari) che sono membri di gruppi poveri come complemento naturale alle controparti che si trovano ammassi come e.g. Virgo. Si stanno caratterizzando questi ambienti anche in funzione della loro popolazione di ETGs, usando diagrammi colore magnitudine misti (Far UV-ottico vs. M_ottico). Queste osservazioni fotometriche sono complementate da osservazioni cinematiche 2D che indentificano distorsioni o peculiarita’ attribuibili a fenomeni di interazione o altri meccanismi che possono guidare l’evoluzione delle galassie in uno specifico ambiente. L'analisi delle SED di galassie che possono essere pensate come dei prototipi evolutivi e' condotta attraverso una modellistica SPH e vincolata attraverso le proprieta' cinematiche delle galassie e dinamiche del gruppo stesso, e può condurre ad una comprensione dell'evoluzione nel temporale delle galassie.

Osservazioni di Ellittiche in ambienti di gruppo sono anche condotte con telescopi X (XMM e SWIFT). L'emissione  è studiata allo scopo di comprendere l'evoluzione di questa componente gassosa, rilevante nelle galassie ellittiche rispetto sia alla componente di gas ionizzato o di gas freddo (HI e CO), sia nella galassia che nel gruppo.

Attraverso codici N-body SPH (smooth particle hydrodynamics) e AMR (adaptive mesh refinement) sono
simulati fusioni gerarchiche tra galassie. Queste simulazioni usano i migliori codici disponibili
(gasoline, GADGET, RAMSES) assieme alle migliori ''ricette'' per raffreddamento del gas, tasso di formazione stellare e feedback da stelle massicce, per studiare l'evoluzione del gas e delle stelle durante e dopo un evento di fusione tra galassie.

 

NGC3447-GALEX-SDSS

Figura: Immagine a falsi colori (pannello a sinistra visone nel lontano ultravioletto con GALEX; pannello a destra nell'ottico nella survey SDSS) della coppia di galassie interagenti NGC 3447/NGC 3447A nel gruppoLGG 225. La forte interazione in atto sta' modificando la struttura originaria delle due galassie e inducendo un episodio di formazione stellare con un tasso di formazione di circa 2 masse solari per anno.

News – MEDIA INAF

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