Perché le galassie hanno bracci a spirale? Gli scienziati sono ancora alla ricerca di una risposta

    Le osservazioni effettuate con il telescopio Euclid stanno aiutando gli astronomi a comprendere come si formano e si evolvono i bracci a spirale delle galassie.

    Non sappiamo ancora con esattezza come si formano i bracci a spirale delle galassie, e nuove osservazioni del telescopio Euclid stanno aiutando gli scienziati a trovare la risposta. Fonte: NASA
    Non sappiamo ancora con esattezza come si formano i bracci a spirale delle galassie, e nuove osservazioni del telescopio Euclid stanno aiutando gli scienziati a trovare la risposta. Fonte: NASA

    Quando pensiamo a una galassia, l'immagine che solitamente ci viene in mente è quella di un disco con bracci a spirale ben definiti. Queste strutture sono tra le caratteristiche più evidenti delle cosiddette galassie a spirale e concentrano gran parte del gas, della polvere e delle regioni di formazione stellare.

    La Via Lattea stessa appartiene alla classe delle galassie a spirale e presenta diversi bracci che si estendono dalla sua regione centrale. Il Sistema Solare si trova in uno di questi bracci e non possiamo osservarne la struttura completa. In luoghi con basso inquinamento luminoso, è possibile osservare il braccio.

    Nonostante siano estremamente comuni nell'Universo, l'origine dei bracci a spirale non è ancora del tutto chiara. Un nuovo studio basato sui dati del Telescopio Spaziale Euclid cerca di rispondere a questo enigma indagando la relazione tra il numero di bracci a spirale e la massa e la concentrazione di stelle.

    Bracci a spirale

    I bracci a spirale sono strutture curve che si estendono dalla regione centrale delle galassie a spirale, formando il disegno osservato in sistemi come la Via Lattea e la Galassia di Andromeda. Sono composti da concentrazioni di stelle, gas interstellare e polveri, nonché da regioni di formazione stellare.

    Grazie all'elevata densità di stelle e materiale, i bracci risultano essere le parti più brillanti del disco galattico.

    Queste strutture rappresentano una delle componenti principali delle galassie a spirale e svolgono un ruolo importante nella loro organizzazione. Le stelle giovani sono concentrate nei bracci a spirale, mentre anche le stelle più vecchie attraversano queste regioni durante la loro orbita.

    Non orbita attorno al buco nero

    Sebbene sia comune affermare che i bracci a spirale "orbitano" attorno al buco nero supermassiccio al centro della galassia, ciò non è corretto. Stelle, gas e polveri orbitano attorno al centro di massa della galassia, che è principalmente dominato dalla distribuzione di materia visibile e materia oscura.

    I bracci a spirale sono regioni in cui la densità di stelle, gas e polveri è maggiore. Pertanto, fungono da vere e proprie culle per le nuove stelle nelle galassie. Fonte: NASA
    I bracci a spirale sono regioni in cui la densità di stelle, gas e polveri è maggiore. Pertanto, fungono da vere e proprie culle per le nuove stelle nelle galassie. Fonte: NASA

    Se i bracci a spirale fossero strutture materiali che ruotano insieme alle stelle attorno al buco nero, scomparirebbero nel tempo a causa della rotazione differenziale della galassia. Le regioni interne del disco completerebbero un'orbita attorno al centro molto più velocemente delle regioni esterne.

    Comprendere le braccia a spirale

    Per studiare l'origine dei bracci a spirale, i ricercatori hanno analizzato oltre 380.000 galassie osservate dal Telescopio Spaziale Euclid. Oltre al numero di bracci, il set di dati include anche informazioni sulla massa stellare, la concentrazione stellare e il tasso di formazione stellare.

    I risultati hanno mostrato che circa il 60-70% delle galassie a spirale presenta due bracci principali, il 15-20% ne ha tre e circa l'1% ne ha solo uno. Le galassie con rigonfiamenti centrali più grandi, come la Via Lattea, tendono a mostrare due bracci dominanti.

    Sebbene lo studio non chiarisca l'origine dei bracci a spirale, fornisce prove che la loro struttura è correlata alla distribuzione di massa, inclusa la materia oscura. I risultati indicano che il numero di bracci a spirale potrebbe fungere da indicatore indiretto della concentrazione di materia.

    Anche la Via Lattea possiede bracci a spirale. Nelle zone con scarso inquinamento luminoso, è possibile osservarne uno come la luminosa fascia che attraversa il cielo notturno. Fonte: Cosmic Pursuits
    Anche la Via Lattea possiede bracci a spirale. Nelle zone con scarso inquinamento luminoso, è possibile osservarne uno come la luminosa fascia che attraversa il cielo notturno. Fonte: Cosmic Pursuits

    I ricercatori hanno inoltre trovato prove del fatto che le galassie più massicce tendono a mantenere schemi persistenti con due bracci a spirale, mentre i sistemi con tre bracci potrebbero rappresentare strutture transitorie o ricorrenti.

    Riferimento della notizia

    Smith et al. (2026). Galaxy Spiral Arm Count versus Concentration and Mass: A First Look with Euclid.