NGC2207

Quando due galassie collidono

Durante il periodo natalizio, sappiamo che le luci sono le protagoniste assolute che allietano le serate notturne. Ma anche nel cosmo, da qualche parte a circa 130 milioni di anni-luce dalla Terra nella direzione della costellazione del Cane Maggiore, possiamo assistere ad uno spettacolo simile: stiamo parlando di una coppia di galassie a spirale interagenti NGC 2207 e IC 2163.

Negli ultimi 15 anni, le due galassie hanno ospitato tre esplosioni stellari producendo uno degli insiemi più ricchi di “luci super brillanti” osservabili nella banda dei raggi-X dello spettro elettromagnetico. Questi oggetti speciali, noti come sorgenti X ultra luminose (Ultraluminous X-ray sources, ULXs) sono stati identificati grazie all’osservatorio spaziale Chandra della NASA. Come nel caso della nostra galassia, NGC 2207 e IC 2163 sono popolate da numerosi sistemi stellari noti come binarie X, che consistono di una stella che orbita attorno ad una stella di neutroni oppure ad un buco nero di massa stellare. L’intensa attrazione gravitazionale della stella di neutroni o del buco nero attira la materia dalla stella compagna che, man mano che cade verso l’oggetto più denso formando un disco di accrescimento, viene riscaldata fino a raggiungere milioni di gradi emettendo così radiazione visibile sotto forma di raggi-X. Le sorgenti ULXs emettono una radiazione X decisamente più intensa rispetto a quella delle “normali” binarie X. La vera natura delle sorgenti ULXs è ancora dibattuta e alcuni modelli suggeriscono che si tratti di un tipo di binaria X peculiare. In alcune sorgenti ULXs, i buchi neri possono essere molto più massicci dei buchi neri stellari e, secondo alcune ipotesi, potrebbero rappresentare, anche se da confermare, la categoria degli ipotetici buchi neri di massa intermedia.

L’emissione nella banda dei raggi-X delle due galassie. Credit: NASA/CXC/SAO/S.Mineo et al. 2014

La nuova immagine di Chandra è stata ottenuta con un tempo di esposizione circa cinque volte maggiore rispetto alle osservazioni precedenti. Ciò ha permesso di identificare un totale di 28 sorgenti ULXs tra le due galassie. Dodici di queste variano su tempi scala dell’ordine di diversi anni, incluse sette sorgenti che non erano state rivelate in quanto si trovavano in una fase “dormiente” all’epoca delle precedenti osservazioni. Dunque, analizzando la coppia di galassie, gli scienziati hanno notato che c’è una forte correlazione tra il numero di sorgenti X in regioni differenti delle galassie e il tasso a cui si stanno formando le stelle in queste regioni.

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Immagine composita della coppia di galassie interagenti NGC 2207 e IC 2163. Credit: X-ray: NASA/CXC/SAO/S.Mineo et al; Optical: NASA/STScI; Infrared: NASA/JPL-Caltech

L’immagine composita mostra, di fatto, questa correlazione in cui si vedono le sorgenti X concentrate lungo i bracci a spirale delle due galassie dove si stanno formando una grande quantità di stelle. Inoltre, questa correlazione suggerisce che la stella compagna dei sistemi binari è giovane e massiccia. Di solito, le galassie interagenti contengono regioni di formazione stellare. Un pò come il boom sonoro che si sente quando passano gli aerei supersonici, durante la collisione si formano onde d’urto che determinano il collasso gravitazionale delle nubi di gas e la formazione degli ammassi stellari. Infatti, i ricercatori hanno stimato che le stelle associate alle sorgenti ULXs sono molto giovani e potrebbero avere solo 10 milioni di anni. Per contrasto, il Sole si trova a metà strada del suo ciclo vitale, che è di circa 10 miliardi di anni. In più, l’analisi dei dati mostra che si stanno formando stelle di masse diverse con un ritmo pari a 24 stelle di massa solare per anno. Per confronto, ci si aspetta che una galassia come la Via Lattea generi nuove stelle con un ritmo pari a 1-3 stelle di massa solare all’anno.

Chandra: NGC 2207 and IC 2163: Galactic Get-Together has Impressive Light Display
arXiv: A comprehensive X-ray and multiwavelength study of the Colliding Galaxy Pair NGC2207/IC2163