galassia a spirale | Astrofisica in 1 minuto – il blog di Crescenzo Tortora

Le galassie sono agglomerati di stelle e gas, che vengono tenuti assieme dalla forza di gravità. Le più belle da vedere sono le galassie a spirale, caratterizzate da un disco di stelle giovani e una parte centrale (il bulge) a forma di ellissoide (più o meno a forma di uovo), simile alle galassie ellittiche. Inoltre, questo tipo di galassia è caratterizzato da una forte rotazione e da caratteristici bracci, per questo il nome spirale. La nostra galassia, la Via Lattea, è proprio una galassia a spirale. In luoghi con bassi livelli di inquinamento luminoso, e ottime condizioni atmosferiche, è possibile vederla nel cielo (immagine sulla sinistra). In questo video, attraverso una simulazione, viene mostrato come apparirebbe vista da diverse direzioni.

In base a come il disco della galassia è inclinato rispetto all’osservatore una galassia può essere vista in tutto il suo splendore (di faccia), inclinata o di taglio. Ecco alcuni esempi.

M 101, detta Galassia Girandola (Pinwheel Galaxy) è vista di faccia, la si osserva guardando verso la costellazione dell’Orsa Maggiore, è grande e vicina alla Via Lattea, e quindi può anche essere osservata con un piccolo binocolo.

NGC 4565, detta Galassia ad Ago (Needle Galaxy), è vista di taglio, ne scorgiamo il disco e il bulge (la pallottola centrale). Diverse galassie hanno bulge più o meno pronunciati. La si può osservare guardando nella costellazione della Coma di Berenice. E’ visibile anche con piccoli telescopi amatoriali.

Infine, alcune galassie sono caratterizzate da una struttura centrale che si chiama barra. NGC 1300 ne è un esempio. E’ una galassia a spirale barrata, visibile nella costellazione di Eridano. I bracci partono dalla barra e non dal nucleo come nelle spirali normali. Sembra che anche la Via Lattea ne abbia una. Le barre si formano grazie ad onde di densità che partono dal centro, ma sono strutture che non hanno vita lunga.

Mentre gironzolavo per la rete in cerca di articoli per il lavoro mi imbatto in una bella immagine, estratta dalla tesi (immagino di dottorato) di Albert Bosma, astrofisico che lavora sulla dinamica delle galassie a spirale. L’immagine in questione, mostrata sulla sinistra, è una rappresentazione “artistica” delle velocità delle stelle nella galassia a spirale NGC 5055. I colori più blu indicano regioni nelle quali le stelle stanno ruotando nella nostra direzione, mentre in quelle più rosse le stelle si stanno allontanando. Una galassia a spirale è assimilabile ad un disco di stelle che sta ruotando. I colori sono legati al concetto di redshift e blueshift, e cioè l’effetto Doppler. Pensate ad un’ambulanza che si allontana o si avvicina, noi percepiamo una diminuzione della frequenza del suono se si allontana e un aumento se si avvicina. La stessa cosa succede con la luce emessa dalle stelle (le onde elettromagnetiche sono simili, anche se non del tutto, a quelle del suono). Se la stella si allontana si avrà uno spostamento verso le basse frequenze, quelle più rosse dello spettro elettromagnetico (spostamento verso il rosso o redshift), mentre se si avvicina si avrà uno spostamento verso le alte frequenze, quelle più blu dello spettro (spostamento verso il blu o blueshift). Questa questione meriterà un articolo a parte. Quella che stiamo osservando è una galassia a spirale che è inclinata rispetto all’osservatore (appunto NGC 5055, vedi immagine in basso a destra). Quindi i punti rossi e blu (non a caso colorati in rosso e blu) corrispondono a regioni in cui la componente lungo la nostra linea di vista delle velocità delle stelle che si allontanano o che si avvicinano è dominante (riportate alla mente i concetti di vettori e componenti vettoriali, per chi ha studiato Fisica a scuola o all’università), invece nelle regioni centrali (colorate in giallo e verde) la componente di velocità che domina è quella lungo il piano dell’immagine (che non possiamo misurare tramite l’effetto Doppler, perché non è nella nostra direzione) e quindi misuriamo basse velocità lungo la linea di vista.