IL GRUPPO DI GALASSIE DI M81

M81, nota anche come "Galassia di Bode" perchè da questo osservata per la prima volta nel 1774, è una delle più luminose galassie presenti nella volta celeste e quindi osservabili anche con telescopi di media potenza. Il suo diametro è di circa 72 mila anni luce e la massa stimata pari a 250 miliardi di stelle come il Sole, valori inferiori ai corrispettivi della nostra galassia, la Via Lattea. Le polveri interstellari sparse nelle spire della galassia si trovano corrispondenza con regioni di formazione stellare attive, laddove stelle giovani e brillanti, appena nate, riscaldano le polveri oscure che emettono così radiazione infrarossa. Nell'immagine ad infrarossi qui di seguito, ripresa dal Telescopio Spaziale Spitzer, il blu rappresenta le emissioni di origine stellare a 3.6 μm, il verde rappresenta le emissioni a 8 µm originate dagli idrocarburi policiclici aromatici presenti nel mezzo interstellare e il rosso le emissioni a 24 µm della polvere riscaldata nel mezzo interstellare:

Alla alla distanza di 12 milioni di anni-luce, il gruppo di galassie di M81 è uno tra i più vicini al nostro gruppo locale. Pur coprendo una regione di spazio più piccola, pari a 2.000.000 × 1.000.000 di anni-luce, il numero di membri è tuttavia simile, tanto che ben 32 sono quelli finora identificati finora 32. Come il Gruppo Locale, anche quello di M81 è dominato da due grandi galassie luminose; il nostro, quello di M81 ed altri gruppi "locali" sono componenti del Superammasso della Vergine che a sua volta è una parte di una sovrastruttura ancora più vasta, il Superammasso Laniakea.

L'immagine qui di seguito (autore: Bob Andresson) è una fotografia ripresa nel'ottico della regione centrale di questo ammasso che occupa, nell'Orsa Maggiore, un'area pari 350 volte quella del disco lunare! Ovviamente, la grande galassia che domina l'immagine è quella che da il nome al gruppo, M81: il suo diametro, stimato in circa 73 mila anni-luce, è inferiore a quello della Via Lattea, la nostra galassia, mentre la massa totale sembra ammontare a circa 200 miliardi di stelle come il nostro. Accanto ad essa, la seconda grande galassia dell'ammasso, M82:

Tutte le galassie appartenenti a questo ammasso sono in interazione gravitazionale le une con le altre. Diversamente da altri casi di interazione quali quello tra M51 - NGC 5195 nei Cani da Caccia o la coppia NGC 2297 - IC2163 nel Cane Maggiore, le immagini riprese in luce visibile non rendono talmente ovvie le interazioni esistenti nel gruppo di M81; tuttavia, alle lunghezze d'onda radio, la situazione cambia drasticamente.

Nelle foto a lunga posa o composite, il campo visivo di questa e della vicina M82 può mostrarsi pervaso da una serie di intricati filamenti nebulosi; questo sistema di gas e polveri oscure fa parte del cosiddetto "Integrated flux nebulae", enormi filamenti nebulosi prevalentemente non illuminati e situati ad alte latitudini galattiche, il più esteso dei quali si estende proprio lungo tutte le costellazioni più settentrionali arrivando a lambire anche la stella polare (foto: Emil Ivanov):

La figura in basso mostra la distribuzione del gas in tutto l'ammasso, con i colori ad indicare l'intensità quindi la quantità di gas: le regioni bianche sono le più ricche di gas freddo e la quantità diminuisce verso il viola. L'immagine mostra chiaramente come quello di M81 sia un gruppo compatto che galleggia in un mare di idrogeno. Oltre al gas associato alle singole galassie è presente una grande componente diffusa che, infatti, contiene oltre un quarto della quantità totale di gas, per una quantità totale stimata in qualcosa come 1,4 miliardi di stelle come il Sole!

Il gas intergalattico presente nell'ammasso ha avuto origine dall'interazione gravitazionale tra i vari membri; questo viene tuttora "estratto" dalle galassie lungo correnti che lo diffondono lentamente in tutto l'ammasso. La principale sorgente del gas è naturalmente M81 ma anche le altre galassie forniscono il loro contributo, in particolare NGC3077 che, nell'immagine sopra appare come la chiazza bianca legata ad M81, presente alla sua sinistra. La regione centrale dell'ammasso appare con maggior dettaglio nell'immagine qui di seguito, ottenuta dall'emissione dell'idrogeno a 21 cm e codificata con colori molto simili alla precedente, con l'aggiunta del turchese per le regioni più deboli; l'immagine a sinistra, ripresa nella banda ottica (B/N), è nella stessa scala, rendendo quindi evidente non solo la reale interazione tra le galassie ma soprattutto la vastità di tale fenomeno (fonte: National Radio Astronomy Observatory):

I singoli filamenti presenti nella sacca di gas sono qui più distinti, così come le strutture interne delle galassie stesse. La chiazza a sinistra è NGC3077 mentre in alto è presente M82, circondata anch'essa da una vasta nube di idrogeno. La struttura a spirale di M81 è qui ben visibile e la maggior risoluzione spaziale permette anche di notare il buco centrale, caratteristico delle galassie di tipo Sb, con un notevole nucleo centrale e braccia a spirale moderatamente stretti. In altre galassie con le braccia più aperte (sc) come M101, l'idrogeno si estende fino al centro della galassia stessa.

L'emissione dell'idrogeno proveniente da NGC3077 è di per sé più debole, tanto da rivelarsi solo come una macchia brillante senza ulteriori dettagli. Quasi certamente, questa galassia era una volta una comune galassia dalla forma irregolare ma dalla grande riserva di gas, in seguito strappatole dalla forza mareale di M81 fino a formare la brillante nube che si incurva sulla sinistra della galassia stessa. NGC3077 è stata quindi smembrata dal gas e probabilmente è sulla via di divenire una piccola galassia ellittica priva di gas.

Anche la nube di idrogeno che circonda M 82 ha subito distorsioni gravitazionali. Mentre la parte più interna è ancora allineata con la direzione della galassia (vista di taglio), le zone più esterne sono piegate e stirate a formare code che si estendono per oltre 100 mila anni-luce! Indubbiamente, il colpevole è ancora la gravità della gigantesca M81.

La piccola nube di idrogeno appena sinistra di M81 è un'altra prova degli incontri ravvicinati delle due galassie maggiori di questo gruppo; essa è infatti composta da gas appartenente a M82, strappatole durante un passaggio ravvicinato alle parti esterne di M 81, evento che si ritiene essere avvenuto circa 200 milioni di anni fa. Alcune stelle di M82 sono state ad essa tolte e quindi concentrate in questa regione, costituendo la quella che potrebbe essere definita la "spina dorsale" di una piccola galassia irregolare; durante questa mancata collisione cosmica, una vasta quantità di gas venne compressa formando una densa nube molecolare nella quale oggi i formano nuove stelle (starburst).

E' proprio il caso di dire che dai detriti di uno scontro galattico ne sta nascendo una nuova.