LE GALASSIE INTERAGENTI




Molte galassie mostrano segni evidenti di interazione con altre galassie vicine. In effetti, le interazioni tra galassie sono relativamente frequenti, e sono molto piu' probabili di quelle tra stelle. In una galassia come la nostra, per esempio, la distanza media tra due stelle equivale a diversi milioni di volte il loro diametro e quindi uno scontro e' molto improbabile, mentre in un ammasso la distanza media tra due galassie e' pari a poche decine di volte il loro diametro.
In certi casi, le galassie che sembrano interagenti non sono associate fisicamente, ma appaiono vicine soltanto per un effetto prospettico.

La galassia M51 con la compagna NGC 5195, con la quale interagisce. (SEDS)



L'interazione tra galassie avviene quando esse sono abbastanza vicine da risentire del reciproco campo gravitazionale. A questo punto esse si mettono in orbita l'una attorno all'altra. La forza mareale che si esercita tra le due galassie tende a deformarle ed eventualmente a disgregarle, in modo tanto piu' profondo quanto piu' esse sono vicine e quanto minore e' la loro velocita' relativa.
Inizialmente vengono interessate dall'effetto mareale solo le regioni piu' esterne delle galassie; per esempio, se questo sono spirali, le loro braccia tendono a "srotolarsi", e la galassia si disgrega parzialmente. Un esempio molto noto e' la coppia di galassie NGC 4038-4039, detta comunemente "le antenne".

Le due galassie NGC 4038-4039, le "antenne". La struttura ad antenna e' dovuta allo "srotolamento" dei bracci a spirale.


Se l'interazione prosegue, il gas eventualmente presente nelle galassie e le stelle si concentrano nel nucleo. Sembra che gas e stelle diano origine ad una barra di stelle e gas che attraversa la galassia nel centro, e questo spiegherebbe la presenza delle galassie spirali barrate. In alcuni casi, le due galassie possono fondersi, dando origine ad una galassia piu' massiccia e luminosa. Con le moderne tecniche di calcolo, e' stato possibile simulare l'incontro tra due galassie e l'evoluzione della loro forma al procedere dell'interazione. Il risultato delle simulazioni sembra consistente con le osservazioni: esistono infatti molte galassie con una morfologia distorta che assomiglia a quella delle simulazioni. In particolare, sembra che dall'unione di due galassie a disco si possa formare un'ellittica, anche se non ci sono ancora prove decisive. Il processo di interazione, la deformazione delle galassie e la concentrazione di gas al centro richiedono in tutto qualche centinaio di milioni di anni.

Se le galassie che interagiscono sono spirali o irregolari, cioe' se possiedono del gas, un effetto importante dell'interazione e' un forte aumento della formazione di stelle al loro interno. Come abbiamo detto, infatti, durante l'interazione gran parte del gas viene concentrato nel nucleo delle galassie, ad alta velocita'; questo gas subisce una compressione e si formano dense nubi, le quali a loro volta possono collassare, dando origine ad un gran numero di stelle.

Sembra che, se questa formazione stellare e' molto intensa e concentrata in una piccola regione della galassia, l'evoluzione delle stelle possa dare origine ad un gigantesco buco nero al centro della stessa. Il gas circostante, cadendovi sopra, produrrebbe enormi quantita' di radiazione. Secondo i modelli piu' accreditati, questo meccanismo sarebbe alla base della produzione di energia nelle galssie attive e nei quasar. In un ammasso di galassie, dove esse sono piu' ravvicinate, gli eventi di interazione sono piuttosto frequenti. Spesso al centro di questi ammassi si trovano galassie ellittiche giganti, di massa notevolmente superiore alle altre galassie dell'ammasso. Esse sembrano essersi accresciute attraverso ripetuti fenomeni di cannibalismo nei confronti di galassie vicine, catturate dal campo gravitazionale della galassia centrale.

Il telescopio Spaziale Hubble ha rivelato in questa galassia a "ruota di carro" immense nubi di gas a forma di cometa, che si muovono attraverso il suo nucleo a velocita' altissime. Esse appaiono come striature bianche all'interno di un anello blu; esse devono probabilmente la loro forma alla collisione tra gas ad alta velocita' e gas piu' lento. L'insolita forma di questa galassia e' stata infatti prodotta dalla collisione frontale con una galassia piu' piccola, avvenuta all'incirca 200 milioni di anni fa. (HST)












ANIMAZIONI




Galassie interagenti, MPEG, 465 Kb.
(The Electronic Universe Project)

In questo filmato viene mostrato l'incontro tra due galassie di uguale massa. La risposta del gas alla perturbazione e' evidenziata tramite il colore: al rosso corrisponde una formazione stellare piu' intensa, al blu meno intensa.

Galassie interagenti, MPEG, 1223 Kb.
(The Electronic Universe Project)

L'incontro di una galassia a disco ricca di gas e di una galassia nana, priva di gas. Quest'ultima non viene mostrata, ma si puo' vedere la risposta del gas della prima al suo campo gravitazionale (i puntini colorati rappresentano le nubi di gas).