Le Città del Cosmo

Se le stelle sono i cittadini del cielo, le galassie sono le città.

"Di che galassia sei?" diremmo noi uomini incontrandoci se fossimo astri erranti nell'universo.

In realtà per le stelle è un po' diverso; sono molto attaccate  (gravitazionalmente) alla loro origine, e anche se reiette dalla loro nube/casa avita per l'esplosività di un parente stretto, non riescono ad allontanarsi troppo, a cambiare città celeste (succede anche questo, come vedremo, ma ci vuole un evento collettivo, non meramente individuale). 

Andromeda, una città dei cieli

Classificazione

Le città del cosmo sono tante e diverse, come quelle degli uomini: alcune, le galassie nane, sono piccole e insignificanti, composte da pochi (!) miliardi di stelle, come i centri abitati anonimi posti ai margini di molte vie di comunicazione: spesso li attraversiamo senza neppure farvi caso.

Altre, le galassie spirali sono le città d'arte del cosmo, le Venezia, le Firenze, le Forlì (scherzo ;-) celesti.

In realtà gli acronimi o le sigle con cui vengono indicate sono poco evocative, cose tipo NGC (new general catalogue) o M (iniziale di Messier, astronomo catalogatore) più un numero.

Fanno eccezione alcune, abbellite da un nome più elegante di una sigla alfa-numerica; ad esempio la nostra città natale, la Via Lattea e la sua ingombrante vicina, Andromeda. Queste meraviglie ruotano attorno ad un centro, appiattite, dispiegando braccia curvate nello spazio. Si distinguono per il grado curvatura di queste ultime: alcune spirali allargano le loro braccia in modo molto evidente, quasi volessero setacciare lo spazio attorno a sé; altre hanno un rapporto più timido con gli spazi siderali e le stringono a sé, così forte che non si distinguono dal corpo galattico.

Sequenza di Hubble per la classificazione delle galassie (fonte Wikipedia)

Le grandi galassie ellittiche, infine, sono le megalopoli dell'universo. Enormi agglomerati di stelle, immensi sferoidi luminosi, potremmo paragonarli a delle Tokio o Mexico City, fluttuanti nello spazio.


Composizione

Le galassie sono fatte di stelle. Ma guarda un po'!

Non solo stelle, però, anche nebulose: oscure masse di polvere o bolle di gas emittenti per l'eccitazione degli atomi da parte dei fotoni ad alta energia emessi da stelle luminose o ancora sacche riflettenti la luce di astri vicini. Giusto per chiarire.

Però i cittadini sono le stelle. In una spirale come la nostra la disposizione degli astri è tipica: nei bracci vi sono stelle più giovani e baldanzose: è la prima periferia della città galattica. Lì vi sono anche nubi di polvere e più esplosioni stellari: i quartieri periferici sono sempre posti un po' malfamati.

Più verso il centro c'è il bulge, il rigonfiamento. É il nucleo storico, abitato da anziani come nelle nostre città, lì, di solito, non succede mai niente, un posto tranquillo. Il centro vero e proprio, invece, è un enorme buco nero, molto, molto, molto più grande di quelli di origine stellare che già abbiamo incontrato, che ingoia gas, astri e tutto ciò che gli capita a tiro; è come se noi, andando nei locali del Comune per discutere qualcosa, per ritirare un modulo, fossimo impossibilitati ad uscirne, fino alla fine dei tempi. Nelle galassie, tutte, questa è la regola: vedi il Sindaco poi muori.

I quartieri più in, sono invece nell'alone galattico, un guscio che circonda tutto il resto. Una sorta di periferia ricca, lassa e distaccata, dove si trovano gli ammassi globulari. Questi ruotano attorno al corpo principale della galassia, talora la attraversano, costituiti, per lo più da moltissime vecchie stelle pigre molto ravvicinate. Sono zone abitative adibite ad un tranquillo riposo, lontano da turbolente periferie o da centri cittadini un po' scomodi. Una cosa tipo Milano 2.

Infine c'è la materia oscura, o meglio si pensa che ci sia. Senza questa le galassie non starebbero letteralmente insieme, si disferebbero, sarebbero troppo leggere. Ciò che le rende abbastanza massicce da ruotare e, nel contempo, avere e mantenere una forma che è altro da ciò che costituisce i cittadini normali, è questo qualcosa di oscuro... sia in senso epistemologico (non sappiamo che è) sia in senso ontologico (non emette un bel nulla, neanche onde radio come fa il gas freddo). Interagisce col resto solo tramite la gravità, null'altro.

Ma cosa diavolo é insomma questa "roba" oscura? Non si sa. Le teorie sono diverse ma tra i più considerati, come candidati costituenti la stessa, ci sono i MACHO* e le WIMP**... Lo so fa un po' ridere. Il primo acronimo fa pensare a nerboruti individui che minacciano chiunque osi allontanarsi, il secondo pare indicare streghette che, con qualche incantamento, inducono a non superare i confini, ma tant'è.

*MACHO: oggetti pesanti e difficilmente rilevabili come nane bianche, nane bruna, buchi neri e pianeti.

**WIMP: particelle pesantissime che non risentono di campi elettrici, magnetici, non emettono fotoni, non decadono in qualcos'altro... insomma, si fanno accuratamente i cavoli loro.

Evoluzione

Le città crescono a partire da piccoli nuclei abitativi. A volte multipli che, alfine, confluiscono e si fondono. Questa fusione può aver luogo più e più volte.

Molte metropoli nel corso della loro storia hanno assorbito borghi limitrofi, li hanno agglomerati alla propria identità strutturale, talora cancellando quella precedente. Così avrebbero fatto le loro controparti celesti. Con un processo di crescita dal minore al maggiore le galassie primordiali, nate dai semi della fluttuazione quantistica amplificati dall'inflazione, si sarebbero successivamente unite a costituire strutture più grandi.

É recente la "scoperta", tramite una complessa simulazione al computer di un modello di crescita che da corpi di minori dimensioni, le galassie irregolari, porta alle magnifiche spirali che popolano l'universo. Ma non è finita lì... Come per le megalopoli umane, l'espansione non si è fermata. In zone dense di vita stellare come gli ammassi, le galassie continuano ad avvicinarsi l'un l'altra fino ad interagire, a fondersi in nuove città celesti, passando per sconquassi cosmici che sparano (questa volta sì!) intere popolazioni di stelle nei bui spazi intergalattici, in cui c'è solo gas rarefatto. Come si sa? Perché si è potuto verificare e misurare una fioca luminosità diffusa nello spazio intergalattico, dove, non dovrebbe esserci null'altro che gas. Invece sottraendo tutta la luce degli astri "civilizzati" qualcosa resta, un'impronta di lontanissima solitudine; le stelle che gli scontri cittadini hanno sparato là dove neppure l'astronave Enterprise a velocità di curvatura 13 avrebbe osato recarsi. Perse, per sempre, nella remota altura del mare cosmico.

Il risultato dei nuovi agglomerati sono le gigantesche ellittiche poste spesso vicino al centro degli ammassi stessi. Succederà probabilmente anche a noi, tra qualche miliardo di anni, quando cozzeremo contro la nostra compagna del Gruppo locale ("provincia" di cui facciamo parte): Andromeda.

I tempi per la risoluzione dell'urto cosmico sono lunghi è gli effetti gravitazionali reciproci disegnano affascinanti figure, dei flash nella breve vita di noi semini di carne, che sono così peculiari da avere spesso un nome umano che rimanda all'oggetto che paiono raffigurare. Ruota di Carro, etc.

Non sempre il risultato è una assimilazione: se la velocità relativa degli oggetti è sufficientemente alta il tutto può tradursi in una reciproca deformazione che però lascia intatte le individualità, come due centri abitati in cui l'estremo campanilismo identitario impedisse una conveniente fusione degli assets e dei servizi comunali. Se l'unione amministrativa ha luogo si fondono anche i Primi cittadini (gli immensi buchi neri massicci al centro) e molto spesso l'andirivieni di stelle e quant'altro, nel caos della nuova  disposizione dei ruoli, consegna a questi ultimi così tanta materia da processare che enormi lobi di plasma radio-emittenti vengono sparati ben oltre i margini galattici.

Un rigurgito doppio e speculare di rabbia cosmica per la confusione burocratica...

Un buon (bellissimo e famosissimo) esempio è Centaurus A.

Anche quando l'universo era giovane, e le bianche città del cosmo da poco fondate, alcune di esse avevano Sindaci iperattivi, dei Renzi ante litteram, che incontravano materia su materia. Il risultato è ciò che noi vediamo in antichi nuclei galattici attivi come Quasar e Blazar, gli oggetti più luminosi dell'universo, galassie il cui nucleo produce una luce così forte da oscurare le proprie stelle. Sembravano all'inizio entità diverse questi oggetti ferali, ma oggi si pensa che sia il nostro angolo di visione, rispetto ai getti relativistici che spazzano i loro dintorni, a farci vedere figure non totalmente corrispondenti. Insomma una mera questione prospettica.

Proprietà osservate dei getti ed angolo di vista

Infine anche alcune città d'arte hanno posto in atto delle ristrutturazioni dei centri storici, con tutto il buttasù che ne consegue: emissioni, nubi di polvere etc. Sono le galassie di Seyfert  e sono splendide spirali agitate.

Centaurus A, la Magnificente (fonte Wikipedia)

Ruota di Carro (fonte Wikipedia)

Galassia Antenne (fonte Wikipedia)

Carrellata indietro, a scoprire...

Ok, recapitolation: la città del cielo sono le galassie; il gruppo locale è tipo la nostra provincia; gli ammassi di galassie una regione del cosmo; i superammassi le nazioni celesti. C'è altro da dire? Sì, c'è!

Non è finita qui. Il più massiccio dei conglomerati di galassie non è che una piccola parte dell'universo, un'angolino abitato, uno dei tanti. A quella scala vince la signora gravità, vince la materia oscura. A scale maggiori vince l'energia oscura, il grande diluitore del cosmo, che se continuerà ad accelerare porterà un giorno al Big Rip, la grande lussazione... (a proposito, se della materia oscura sappiamo poco, ancor meno conosciamo dell'energia della medesima tinta!).

A scale maggiori l'universo è una schiuma dove a grandi vuoti cosmici, il nulla più spinto che esista, si alternano pareti e bolle di galassie, i superammassi.

A scale più grandi le città cosmiche sono puntini che si muovono, prede della gravità, in filamenti di materia oscura che conducono agli immensi aloni cupi che costituiscono il 90% della materia degli ammassi.

Quando vi giungono le galassie, pur se ancora ricche di gas atto alla formazione stellare, lo perdono a causa dell'attrito col rarefatto gas caldissimo in ci si muove in questi posti affollati e si incanutiscono. Invecchiano, private della materia prima per la costruzione di stelle, poi magari finiscono per scontrarsi (ed integrarsi) con bullo del quartiere: un'enorme egocentrica gigante ellittica.

Non vi sentite un po' più piccoli?

Robo