Fattori chì influenzanu a forma di e galassie
E galassie sò "cità" giganti in l'universu, chì cuntenenu miliardi à trilioni di stelle, gasu, polvere interstellare è materia scura invisibile, chì esercita una putente influenza per via di a gravità. Sè guardemu e fotografie di e galassie, videremu chì anu una varietà di forme: alcune sò dischi maravigliosamente ritorti (spirali), altre parenu tonde o ovali senza una struttura di bracciu chjara (ellittiche), è altre ancora parenu "disordinate" (irregulari). A quistione hè: perchè e galassie anu forme cusì diverse? A risposta si trova in una cumbinazione di fattori di fisica cosmica chì operanu per miliardi d'anni. Eccu i principali fattori chì influenzanu a forma di a galassia.
1. Gravità è massa tutale
A gravità hè u principale "architettu" di e galassie. A massa tutale - a massa cumminata di stelle, gasu, polvere è materia scura - determina quantu strettamente una galassia pò ligà i so cumpunenti. E galassie assai massive tendenu à avè una forte gravità, rendendu a so struttura interna più stabile, ma sò ancu più suscettibili à eventi maiò cum'è fusioni cù altre galassie.
A massa affetta ancu a densità di a materia. Sè a materia hè cuncintrata in u centru, a galassia pò avè un rigonfiamentu cintrali prominente. À u cuntrariu, sè a distribuzione di a massa hè predominantemente in u discu, una galassia spirale pò appare "sottile" cù bracci prominenti.
2. Materia scura è forma di l'aureola
A maiò parte di a massa di una galassia hè in realtà cuntenuta in l'alone di materia scura chì a circonda. Ancu s'ella ùn emette micca luce, a materia scura forma una "struttura gravitazionale" chì guida l'evoluzione di a galassia. A forma è a cuncentrazione di l'alone di materia scura influenzanu:
– Velocità di rotazione di stelle è gas à diverse distanze da u centru.
– Stabilità di u discu galatticu (ch'ellu formi facilmente bracci spirali o sia facilmente disturbatu).
– A pussibilità di una barra (struttura à barre) in u centru di a galassia.
Sè l'aureola di materia scura hè "più spessa" o più asimmetrica, a galassia puderia esse più facilmente distorta quandu interagisce cù i so vicini cosmichi.
3. Momentu angulare è rotazione
Una di e differenze più impurtanti trà e galassie spirali è ellittiche hè a rotazione. Quandu e nuvole di gas giganti in l'universu primitivu si sò sfracciate sottu à a gravità, avianu quasi sempre una ligera rotazione (momentum angulare). Questa rotazione hà acceleratu mentre a nuvola si cumpressava, cum'è un pattinatore nantu à u ghjacciu chì tira e so braccia per girà più velocemente.
– E galassie spirali anu generalmente una forte rotazione in modu chì u materiale forma una struttura à discu.
– E galassie ellittiche tendenu à esse duminate da u muvimentu aleatoriu di e so stelle, piuttostu chè da una rotazione regulare, dunque a so forma hè più "gonfia" cum'è una palla o un ovale.
A magnitudine di u mumentu angulare è cumu hè "spartitu" trà i cumpunenti di a galassia sò fattori chjave per determinà se a galassia serà una spirale regulare o un'ellittica più liscia.
4. Cuntenutu di gasu è attività di furmazione stellare
U gasu hè a materia prima per a furmazione stellare. E galassie ricche di gasu sò tipicamente stelle chì formanu attivamente è spessu anu strutture di discu distinte è bracci spirali. I bracci spirali ùn sò micca simplici "corsie stellari", ma piuttostu zone d'onde di cumpressione chì cumprimenu u gasu, alimentendu a nascita di nuove stelle.
À u cuntrariu, e galassie povere di gas tendenu à esse "più vechje" è più passive - a so furmazione stellare hè rallentata o si hè firmata. Parechje galassie ellittiche rientranu in questa categuria; sò duminate da stelle vechje è rossastre è ùn anu micca abbastanza gasu frescu per furmà bracci spirali prominenti.
5. Collisioni è fusioni di galassie
L'interazzione intergalattiche sò un fattore dramaticu chì spessu altera prufundamente a forma di e galassie. In l'universu, e galassie raramente esistenu sole; parechje esistenu in gruppi o gruppi, ciò chì rende e probabilità di scuntrà li abbastanza alte.
– E grande fusioni (duie galassie di dimensioni paragunabili) ponu distrughje a struttura di u discu spirale è pruduce galassie ellittiche. Queste collisioni perturbanu l'orbite di e stelle, cambiendu a so rotazione regulare in un muvimentu aleatoriu.
– Piccule fusioni (grande galassie chì "manghjanu" piccule galassie) ponu addensà u discu, furmà aloni stellari, o scatenà a furmazione di barre è anelli.
I segni di galassie chì anu sperimentatu fusioni includenu code di marea, forme asimmetriche o flussi allungati di stelle.
6. Ambiente cosmicu: gruppi, gruppi è campi
L'ambiente in u quale vive una galassia determina significativamente a so forma. E galassie in ammassi densi spessu sperimentanu a pressione di u gasu intergalacticu caldu (mezzu intraammassu). Prucessi cum'è u stripping per pressione di l'aria ponu "spazzà" u gasu luntanu da e galassie chì si movenu rapidamente in l'ammassu, spogliendule di e materie prime per a furmazione stellare. Di cunsiguenza, e galassie ponu trasfurmà si da spirali blu attive à spirali più passive, chì tendenu à avè un aspettu più lisciu.
Intantu, e galassie in e regioni più tranquille (di campu) tendenu à mantene u so gasu più longu è più spessu restanu à spirale. Perchè ci sò menu disturbi esterni, a struttura di u discu pò persiste per miliardi d'anni.
7. Feedback da supernovae è buchi neri supermassivi
À u centru di parechje galassie si trova un pirtusu neru supermassivu. Quandu si "nutrisce" di gasu, l'attività nucleare galattica (AGN) pò liberà enormi quantità d'energia in forma di radiazioni è getti di particelle. Questa energia pò riscaldà o espulsà u gasu, supprimendu a furmazione stellare. Un fenomenu simile si verifica à una scala più chjuca per mezu di e supernove, l'esplosioni di stelle massive chì iniettano energia in u mezu interstellare.
Questa retroazione affetta indirettamente a forma di a galassia: quandu u gasu hè espulsu o riscaldatu, u discu pò diventà menu "lussureggiante" in modu chì i bracci spirali parenu indebulisce si, è a galassia si move pianu pianu versu una fase più passiva.
8. Instabilità interna: barre, anelli è ispessimentu di u discu
A forma di e galassie ùn hè micca solu influenzata da fattori esterni. Internamente, e galassie ponu sperimentà instabilità gravitazionale, chì crea strutture distintive:
– Barre: Parechje galassie spirali anu una struttura di barre cintrali. E barre ponu "fluisce" gasu versu u centru, scatenendu a furmazione di stelle o alimentendu un pirtusu neru supermassivu.
– Anelli: furmati per via di a risonanza rotazionale o per via di l'interazioni gravitazionali.
– Ispessimentu di u discu: pò accade per via di picculi disturbi ripetuti o di riscaldamentu dinamicu, facendu chì a galassia pare "più grassa" quandu hè vista di latu.
Queste instabilità cambianu l'aspettu di e galassie cù u tempu, ancu senza collisioni maiò.
9. Storia di a furmazione è età di e galassie
A forma di una galassia hè una "registrazione" di a so storia. E galassie chì si sò furmate rapidamente, anu sperimentatu parechje fusioni precoci, o anu persu gasu prestu anu più probabilità di sviluppassi in ellittiche. À u cuntrariu, e galassie chì sò cresciute più lentamente è anu mantinutu una pruvista costante di gasu anu più probabilità di diventà spirali. L'età di a pupulazione stellare hè ancu un indiziu: e spirali presentanu spessu un mischju di stelle ghjovani è vechje, mentre chì l'ellittiche sò duminate da stelle più vechje.
Cunclusioni
A forma di una galassia ùn hè micca un "destinu" predeterminatu, ma piuttostu u risultatu di una longa evoluzione influenzata da a gravità, a rotazione, u cuntenutu di gas, a materia scura, l'interazzione cù altre galassie, è ancu e cundizioni di l'ambiente cosmicu. E galassie spirali graziose, l'ellittiche lisce è e galassie irregulari caotiche sò tutte variazioni di u listessu prucessu fisicu, chì differiscenu solu in e so traiettorie storiche. Capisce questi fattori ci aiuta à vede e galassie micca solu cum'è belli oggetti in u celu, ma cum'è sistemi dinamici chì cambianu, crescenu è si adattanu constantemente nantu à u grande palcuscenicu di l'universu.
