venerdì 9 marzo 2018

CEPHEUS 1, UNA VICINA NASCOSTA

Gli appassionati di Astronomia ricorderanno certamente l'importanza che ebbe la scoperta delle cosiddette "galassie Maffei"; pur essendo a tutti gli effetti nostre vicine di casa - lontane solo 10 milioni di anni luce - queste vennero scoperte dall'astronomo italiano Paolo Maffei solo alla fine degli anni '60 del secolo scorso, a seguito di riprese effettuate nel vicino infrarosso cono lo scopo di ottenere immagini di alta qualità di oggetti celesti: ciò rendeva di fatto probabile l'esistenza di oggetti extragalattici vicini alla nostra galassia, la Via Lattea, ma dei quali, per un motivo o per un altro, se ne ignorava l'esistenza.

Proprio in questo ambito, se nel 1998 il radiotelescopio olandese da 25 m di diametro denominato "Dwingeloo" non avesse scandagliato la volta celeste ad oltre 5° dall'equatore galattico - soglia cui le precedenti ricerche radioastronomiche erano abituali attenersi - tale strumento non avrebbe per nulla individuato un nuovo oggetto celeste che si sarebbe rilevato essere una grande galassia non lontana dal Gruppo Locale: fino ad allora, del tutto sconosciuta!

Cepheus 1, questo il suo nome, è situata entro i confini della costellazione di Cefeo, non lontano dalla nota galassia NGC6946 "fuochi d'artificio", così allegoricamente denominata per l'elevato numero di supernovae in essa apparse; soprattutto, essa dista 8° dall'equatore galattico, particolarità che porta la sua luce ad essere notevolmente assorbita dalle polveri galattiche interposte lungo la nostra linea visuale: caso non dissimile da quello delle più note galassie Maffei cui si accennava sopra.

Cepheus 1, immersa nel ricchissimo campo stellare della Via Lattea (Image credits: R.Walterbos (NMSU), Apache Point Observatory)

Come detto, la scoperta venne effettuata tramite un radiotelescopio, nell'occasione impiegato in un programma di ricerca su nubi galattiche composte da idrogeno neutro (HI) che evidenziano l'inusuale caratteristica di muoversi ad alta velocità; queste vengono infatti rilevate tramite emissione radio nella riga spettrale a 21 cm, caratteristica dell'idrogeno neutro e causata da una variazione energetica di tale elemento che si manifesta ad una frequenza di 1420,405 MHz, equivalente ad una lunghezza d'onda di 21,10611405413 cm.

Cepheus 1 venne inizialmente venne ritenuto essere una delle tante nubi galattiche ricche di idrogeno molecolare; il suo spettro presentava però una riga dell'idrogeno alquanto larga, particolare che oltre ad indicare l'elevata presenza di questo elemento sotto forma di gas diffuso ne indicava anche un'elevata dinamica interna. La distanza di Cepheus 1 era però impossibile da valutare direttamente, sia per la mancanza di un metodo di calcolo applicabile alle nubi di idrogeno che l'assenza di stelle variabili Cefeidi che, come noto, sono ottime "candele standard" utili a stimare, con buona approssimazione, proprio la distanza di galassie.

Il suo spostamento verso il rosso indicava però velocità di allontanamento pari a 280 chilometri al secondo, cosa che implicava l'improbabile appartenenza di questo oggetto alla Galassia; non solo: tale valore non era dissimile da quello esibito proprio dalla "vicina" galassia NGC6946, lontana 22 milioni di anni luce: vista la sua vicinanza angolare a NGC6946 e poiché le sue proprietà cinematiche sono simili a quelle della nota galassia, sembra del tutto plausibile che Cepheus 1 si trovi alla stessa distanza. Tenendo conto della simile distanza ed essendo situata a meno di 4° da NGC6946, la distanza lineare tra questa e Cepheus 1 risulta essere circa la metà di quella che separa la Via Lattea dalla galassia di Andromeda; inoltre, la differenza cinematica tra NGC6946 e la nuova galassia è di soli 2 chilometri al secondo.

In base alle misure angolari, ottenute dalle riprese effettuate ai radiotelescopi, Cepheus 1 tale risultava avere un diametro di circa 60 milioni di anni luce e una massa di circa 1 miliardo di stelle come il Sole: valori non dissimili da quelli della ben nota "galassia del Triangolo" (M33), terzo oggetto per massa e dimensioni del nostro Gruppo Locale. Due altri elementi accomunano queste due galassie: osservata nella riga dell'idrogeno ionizzato (HII), Cepheus 1 rileva la presenza di una trentina di aree nebulari sparse in un raggio di 30 mila anni luce dal suo centro, distribuite similmente a quelle presenti in M33; inoltre, la cosiddetta "funzione di luminosità", ovvero la distribuzione dell'emissione fra regioni più o meno estese e brillanti, è anche questa non dissimile da quella della galassia del Triangolo, rispetto alla quale è però di dimensioni poco maggiori. 

Dalle caratteristiche finora acquisite quali la debole luminosità superficiale del disco e le regioni HII in esso sparse, l'elevata velocità di rotazione dell'idrogeno, il debole livello molecolare, il colore nell'ottico, la bassa abbondanza di metalli pesanti e il suo relativo isolamento portano a concludere che Cepheus 1 possa essere è una delle poche spirali cosiddette "a bassa luminosità superficiale" (LSB) a noi vicine. Anche se la sua massa sembra essere superiore alla media per oggetti di questo tipo, la bassa densità stellare rilevata in Cepheus 1 è caratteristica di tali galassie, proprietà che apporterebbe un'evoluzione molto più lenta rispetto a galassie classiche ben più massicce.

In tempi più recenti, lo stesso radiotelescopio Dwingeloo, nell'ambito di una ricerca al fine di individuare galassie oscure, ha rilevato alcune tracce radio nella riga spettrale a 21 cm da parte di tre oggetti che sembrano essere "candidati galassie", tutte situate entro 10° da NGC6946 e ciascuna con una velocità di allontanamento minore di 250 chilometri al secondo: se, come sembra probabile, tali candidati dovessero essere confermati anche nelle riprese ottiche come galassie nane, allora NGC6946 potrebbe essere a capo di un piccolo gruppo di galassie, composto per lo più da oggetti piccoli e di bassa densità superficiale.

Con i grandi telescopi ottici e arrays di radiotelescopi a terra così come con i vari telescopi spaziali in orbita, tutti costantemente impegnati a scandagliare le parti più remote dell'Universo, si potrebbe pensare che ormai tutto quanto c'era da scoprire, per lo meno nei dintorni della Galassia, fosse ormai stato rilevato: ma Cepheus 1 è a dimostrare l'esatto contrario.

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