Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature Astronomy” riporta una spiegazione alla scarsità di galassie a spirale nel cosiddetto Piano supergalattico. Un team di ricercatori ha usato risultati ottenuti dalla simulazione al supercomputer SIBELIUS per offrire una spiegazione basata su fusioni galattiche. L’analisi dei risultati indica che negli ammassi galattici presenti sul Piano supergalattico interazioni e fusioni sono comuni con il risultato che galassie a spirale si uniscono per diventare galassie ellittiche. Lontano dal Piano supergalattico le galassie sono più isolate perciò è meno probabile che si fondano.
L’immagine (NASA, ESA, CSA, Rogier Windhorst (ASU), William Keel (University of Alabama), Stuart Wyithe (University of Melbourne), JWST PEARLS Team, Alyssa Pagan (STScI)) mostra una galassia ellittica a sinistra e una galassia a spirale a destra.
Il Piano supergalattico è una colossale struttura cosmica appiattita composta da diversi superammassi galattici, incluso Laniakea, quello che include la Via Lattea. Ci sono alcune centinaia di migliaia di galassie in questa struttura che si estende per quasi un miliardo di anni luce.
Già negli anni ’60 del XX secolo, gli astronomi si accorsero che il piano supergalattico contiene soprattutto galassie ellittiche e pochissime galassie a spirale, la classe della Via Lattea. Questa distribuzione è anomala rispetto a quella di altri ammassi galattici in altre aree dell’universo. Jim Peebles, premio Nobel per la fisica 2019, parlò di quest’anomalia definendola una delle cinque domande chiave dell’universo a una conferenza tenuta all’Università di Durham. Ad essa partecipò anche Till Sawala dell’Università di Helsinki, primo autore di uno studio che offre una risposta a questa domanda.
L’idea di Till Sawala arriva dal progetto SIBELIUS (Simulations Beyond the Local Universe), che ha lo scopo di ricreare galassie e strutture nell’universo osservato simulando la loro formazione ed evoluzione. Le simulazioni sono state condotte usando il supercomputer Cosmology Machine (COSMA 8) all’Università di Durham.
Till Sawala e i suoi collaboratori hanno esaminato i risultati delle simulazioni, che mostrano come interazioni e fusioni galattiche avvengano spesso nel Piano supergalattico. Una fusione che coinvolge una galassia a spirale può modificare radicalmente la sua struttura trasformandola in una galassia ellittica. Molte fusioni portano a una situazione come quella osservata nel Piano supergalattico. Galassie in altri ammassi meno densi esterni al Piano supergalattico sono più isolate e quindi meno soggette a fusioni, con la conseguenza che una quantità maggiore di galassie a spirale può sopravvivere.
Le simulazioni del progetto SIBELIUS sono basate tra le altre cose sull’idea che la maggior parte della massa dell’universo sia costituita da materia oscura come descritto dal modello Lambda-CDM. La corrispondenza tra le simulazioni e le strutture osservate rappresenta anche una conferma per questo modello.
Una fusione galattica richiede molti milioni di anni affinché la nuova galassia raggiunga uno stato di equilibrio. Ciò significa che gli astronomi possono vedere esempi di fusione in varie fasi ma è impossibile seguire questo processo. Simulazioni sempre più sofisticate come quella creata dal progetto SIBELIUS aiutano a ricostruire questi processi e a testare modelli cosmologici.
