Galassia a spirale grand design

Per galassia a spirale grand design si intende una galassia spirale con l'architettura dei suoi bracci di spirale ben organizzata ed una struttura particolarmente definita e prominente. Ciò le distingue nettamente dalle comuni e più numerose galassie a spirale cosiddette multibraccio, come la nostra Via Lattea, che possiedono strutture più sottili e dalle galassie a spirale flocculente la cui organizzazione dei bracci di spirale è decisamente mal definita e discontinua[1][2]. Le galassie a spirale grand design costituiscono circa il 10% di tutte le galassie a spirale[2].

Per spiegare come si formino e si mantengano nel tempo queste strutture galattiche Chia-Chiao Lin e Frank Shu proposero nel 1964 la teoria delle onde di densità secondo cui nel disco galattico la materia, costituita da stelle e gas, non ha una densità uniforme ma varia in rapporto a onde che si propagano dal nucleo della galassia in direzione del disco descrivendo dei moti appunto "a spirale". La materia del disco, costituita da stelle, gas e polveri, viene investita dalle onde di densità che vengono compresse ed attratte gravitazionalmente mantenendole all'interno delle regioni più dense. Dal meccanismo di compressione si attivano anche fenomeni di formazione stellare[3][4].

A proposito della composizione delle stelle nei bracci di spirale, uno studio pubblicato nel 2016 ha evidenziato come ci sia una correlazione tra la lunghezza d'onda della luce emessa dai bracci di spirale e l'angolo di avvolgimento degli stessi. Quando la luce emessa è nella banda dell'infrarosso, in rapporto a una popolazione stellare più vecchia, l'angolo sotteso risulta più stretto, mentre nelle emissioni nell'ultravioletto di stelle blu giovani e di regioni di formazione stellare attive l'angolo risulta progressivamente maggiore[3][4].

Nel 2012 è stata identificata la più remota galassia a spirale grand design fino ad ora conosciuta, la BX442, la cui esistenza risale a soli 3 miliardi di anni circa dopo il Big Bang[5]. Ciò contrasta con i modelli fin qui ipotizzati sulla formazione ed evoluzione delle galassie.

Alcune galassie a spirale grand design[6]

Galassia	Tipo	Nome alternativo	Costellazione	RA	DEC	Distanza (milioni a.l.)	Immagine
BX442	PGC 4668406	Sc	Pegaso	23^h 46^m 19.3^s	+12° 47′ 59″	10300
M51	NGC 5194, Galassia Vortice	SA(s)bc pec	Cani da Caccia	13^h 29^m 52.7^s	+47° 11′ 43″	25
M74	NGC 628, Phantom Galaxy	SA(s)c	Pesci	01^h 36^m 41.8^s	+15° 47′ 01″	35
M81	NGC 3031, Galassia di Bode	SA(s)ab	Orsa Maggiore	09^h 55^m 33.2^s	+69° 03′ 55″	12
M83	NGC 5236, Galassia Girandola del Sud	SAB(s)c	Idra	13^h 37^m 00.9^s	-29° 51′ 56″	14,7
M99	NGC 4254, Coma Pinwheel Galaxy	SA(s)c	Chioma di Berenice	12^h 18^m 49.6^s	+14° 24′ 59″	60
M100	NGC 4321, UGC 7450	SAB(s)bc	Chioma di Berenice	12^h 22^m 54.9^s	+15° 49′ 21″	55
M101	NGC 5457, Galassia Girandola	SAB(rs)cd	Orsa Maggiore	14^h 03^m 12.5^s	+54° 20′ 56″	22,8
NGC 157	PGC 2081	SAB(rs)bc	Balena	00^h 34^m 46.8^s	-08° 23′ 47.4″	77
NGC 309	PGC 3377	SABbc	Balena	00^h 56^m 42.6^s	-09° 54′ 50″	255
NGC 1232	PGC 33550, Arp 41	SAB(rs)c	Eridano	03^h 09^m 45.5^s	-20° 34′ 46″	61
NGC 1300	UGCA 66, PGC 12412	(R')SB(s)bc	Eridano	03^h 19^m 41.1^s	-19° 24′ 41″	61
NGC 1637	UGCA 93, PGC 15821	SAB(rs)c	Eridano	04^h 41^m 28.2^s	-02° 51′ 29″	30
NGC 2835	UGCA 157, PGC 26259	SAB(rs)c	Idra	09^h 17^m 52.9^s	-22° 21′ 17″	33,8
NGC 3344	UGC 5840, PGC 31968	(R)SAB(r)bc	Leone Minore	10^h 43^m 31.1^s	+24° 55′ 20″	22,5
NGC 3486	UGC 6077, PGC 33140	SB(r)b:	Leone	11^h 00^m 02.4^s	+14° 50′ 39″	60
NGC 6118	UGC 7315, PGC 39393	SA(s)cd	Serpente	16^h 21^m 48.6^s	-02° 17′ 00″	83
NGC 6181	UGC 10439, PGC 58470	SB(rs)c	Ercole	16^h 32^m 29.9^s	+19° 49′ 36″	107
NGC 6384	UGC 10891, PGC 50459	SAB(r)bc	Ofiuco	17^h 32^m 24.3^s	+07° 03′ 37″	76
NGC 6814	PGC 63545	SAB(rs)bc	Aquila	19^h 42^m 40.6^s	-10° 19′ 25″	75
NGC 7424	PGC 70096	SAB(rs)cd	Gru	22^h 57^m 18.4^s	-41° 04′ 14″	37,5
NGC 7753	UGC 12780, PGC 72387	SAB(rs)bc	Pegaso	23^h 46^m 58.5^s	+29° 29′ 00″	272

Note

1. Grand Design Spiral | COSMOS, su astronomy.swin.edu.au. URL consultato il 6 giugno 2020.
2. Spiral Structure, su burro.cwru.edu. URL consultato il 6 giugno 2020.
3. The Origins of Spiral Arms, su casa.colorado.edu. URL consultato il 6 giugno 2020.
4. Curious About Astronomy: What is the origin of spiral structure in galaxies?, su web.archive.org, 9 giugno 2007. URL consultato il 6 giugno 2020 (archiviato dall'url originale il 9 giugno 2007).
5. (EN) John Matson, Primordial Pinwheel: Astronomers Spot Oldest Prominent Spiral Galaxy Yet, su Scientific American. URL consultato il 6 giugno 2020.
6. (EN) D. M. Elmegreen, A near-infrared atlas of spiral galaxies, in The Astrophysical Journal Supplement Series, vol. 47, 1981-11, p. 229, DOI:10.1086/190757. URL consultato il 6 giugno 2020.

Voci correlate

• Formazione ed evoluzione galattica