Utilizzando Very Large Telescope (VLT) e Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), i ricercatori dell‘Università di Vienna, in Austria, hanno studiato la galassia a grappolo più luminosa (BCG) in un enorme ammasso di galassie, noto come MACS 1931.8-2635.
Gli ammassi galattici sono composti da un massimo di migliaia di galassie legate insieme dalla gravità. Sono le più grandi strutture legate gravitazionalmente e potrebbero quindi essere cruciali per migliorare la conoscenza sulla formazione di strutture su larga scala e sull’evoluzione dell’universo.
I BCG sono generalmente le galassie più luminose negli ammassi di galassie. Le osservazioni mostrano che sono per lo più galassie ellittiche massicce che giacciono vicino al centro geometrico e cinematico del loro ammasso di galassie ospiti.
MACS 1931.8-2635 (M1931 in breve), appare ai raggi X come un enorme ammasso galattico con nucleo freddo e luminoso. Il suo BCG ha una massa stellare di circa 590 miliardi di masse solari e si stima che il suo tasso di formazione stellare (SFR) sia relativamente alto. Alcuni studi indicano, infatti, un livello di circa 250 masse solari all’anno.
Precedentemente è stato scoperto che M1931 BCG ospita uno dei nuclei freddi più luminosi ai raggi X mai individuati, con una velocità di raffreddamento di massa equivalente di circa 165 masse solari all’anno. M1931 BCG ha anche uno dei più grandi serbatoi di gas freddo in un nucleo di cluster, con una massa di circa 19 miliardi di masse solari, oltre a grandi quantità di polvere con temperature inferiori a 10 K.
M1931 BCG è un esempio di un ammasso con un nucleo che si raffredda rapidamente. Per ottenere maggiori informazioni sulla natura e l’evoluzione di questo BCG, un team di astronomi, guidato da Bianca-Iulia Ciocan dell’Università di Vienna, ha condotto studi e osservazioni multi-lunghezza d’onda di questa galassia utilizzando ALMA e Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) di VLT.
“Sulla base della spettroscopia di campo ottico integrale VLT-MUSE, abbiamo studiato il BCG del massiccio cluster CLASH a nucleo freddo MACS 1931.8-2635 con un redshift di z = 0.35, riguardante la sua attività di formazione stellare, sorgenti di ionizzazione, abbondanze chimiche, gas e cinematica stellare. I dati MUSE IFS ottici sono integrati da osservazioni ALMA sub-mm, permettendoci di collegare le proprietà del gas ionizzato caldo a quelle della componente del gas molecolare freddo“, hanno scritto i ricercatori.
Lo studio ha identificato sorgenti ionizzanti in diverse regioni di M1931 BCG, scoprendo che i componenti del gas ionizzato e molecolare sono co-spaziali e co-mobili. Il gas diffuso confinato nella coda della galassia probabilmente sta cadendo verso l’interno, fornendo carburante aggiuntivo per la formazione stellare e il feedback AGN, che è in accordo con i modelli di accrescimento caotico del freddo. La principale fonte di ionizzazione nella galassia sembra essere un mix tra la formazione stellare e altri processi energetici.
Il tasso di formazione stellare per M1931 BCG è stato calcolato in circa 97 masse solari all’anno, con i valori più alti nel nucleo della galassia. Si stima che circa l’80% della massa stellare, si sia formato più di 6 miliardi di anni fa. La metallicità del mezzo intracluster (ICM) di M1931 è risultata coerente con quella della fase gassosa, misurata nel mezzo interstellare (ISM) del BCG. Questa scoperta suggerisce che il gas caldo osservato nell’ISM della galassia si è condensato dall’ICM.
“La galassia è un sistema dominato dalla dispersione, tipico delle galassie ellittiche massicce. Il gas e la cinematica stellare sono disaccoppiati con i campi di velocità gassosi più strettamente correlati ai moti di massa del mezzo intracluster”, hanno concluso gli autori della ricerca.
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