Galassia a bassa luminosità superficiale

Una galassia a bassa luminosità superficiale (in inglese "Low Surface Brightness galaxy", abbreviato "LSB galaxy") é una galassia diffusa la cui luminosità, osservata dalla Terra, risulta inferiore di almeno una magnitudo rispetto al cielo notturno circostante.^[1] Peraltro la riduzione di luminosità può essere anche fino a 250 volte.

Furono teorizzate nel 1976 da Michael John Disney, ma la prima galassia LSB fu scoperta nel 1986; si trattava della Malin 1 che era anche la prima galassia LSB gigante nota nonché, per l'epoca, la più grande galassia a spirale conosciuta.^[2][3][4]

Caratteristiche

Le galassie LSB abbracciano un'ampia gamma di dimensioni e masse, appartenendo in maggior parte alla categoria delle galassie nane^[5].

Le galassie LSB possono essere ordinate in almeno quattro tipologie^[1]:
1. di dimensioni grandi, talora enormi come Malin 1, che può essersi formata a seguito di un evento cosmico catastrofico, e Malin 2^[6][7][8];
2. galassie a bassa luminosità superficiale con luminosità totale paragonabile a quelle di normali galassie a spirale;
3. galassie nane a bassa luminosità superficiale in una gamma comprendente galassie nane irregolari (dIrr V), galassie nane spirali (dS V) e galassie nane sferoidali (dSph);
4. galassie simili a NGC 4411A e NGC 4411B nelle quali il gas può essere stato rimosso da fenomeni di ram pressure stripping.

La loro bassa luminosità comporta grandi difficoltà a rilevarle con i mezzi attualmente a disposizione e si pensa che le galassie LSB possano ammontare al 50% circa di tutte le galassie esistenti. La causa della bassa luminosità è legata al fatto che la materia barionica è prevalentemente sotto forma di idrogeno neutro piuttosto che stelle mentre oltre il 95% della massa totale risulta non barionica, cioè costituita da materia oscura. In queste galassie sono rari gli eventi di esplosioni di supernova registrati, probabilmente per inadeguatezza della strumentazione disponibile^[9][10].
Le misurazioni delle curve di rotazione indicano che vi è un rapporto massa/luminosità estremamente elevato e ciò comporta che la quantità di stelle e di gas caldo rappresenta una porzione molto piccola della massa totale di queste galassie. La preponderanza della materia oscura appare distribuita in tutta la galassia, anche nelle porzioni centrali dove invece nelle normali galassie a spirale vi è abbondanza di stelle. Altra caratteristica è la relativa rarità della presenza di una barra centrale^[11].

Le galassie a bassa luminosità superficiale appaiono generalmente isolate (galassie di campo) soprattutto a scale inferiori a ~ 2 Mpc^[12]; pertanto, anche a causa di sporadiche o del tutto assenti interazioni mareali e/o fusioni con altre galassie, sono andate incontro a scarsi fenomeni di formazione stellare che spiega il ridotto numero di stelle residenti.
Peraltro le galassie LSB potrebbero rappresentare una tappa nella evoluzione delle galassie. I dati disponibili suggeriscono che una galassia come la Grande Nube di Magellano si è trasformata circa 4 miliardi anni fa da galassia LSB nell'attuale galassia irregolare magellanica. Questi cambiamenti morfologici possono essere stati favoriti da precedenti interazioni mareali o per la cattura di grandi nubi di gas intergalattico^[13].

Alcune galassie a bassa luminosità superficiale

Galassia	Tipo	Nome alternativo	Costellazione	RA	DEC	Distanza (milioni a.l.)	Note	Immagine
Andromeda V	dSph	PGC 3097824	Andromeda	01^h 10^m 17.1^s	+47° 37′ 41″	2,52	x[14]
Eridano II	dSph	DES J0344.3-4331	Eridano	03^h 44^m 18.0^s	-43° 31′ 00″	1,2
IC 10	IBm	UGC 192, PGC 1305	Cassiopea	00^h 20^m 23.1^s	+59° 17′ 34″	2,1
Malin 1	SB0a	PGC 42102	Chioma di Berenice	12^h 36^m 59.3^s	+14° 19′ 49″	1190
Malin 2	Sd/p	PGC 86622	Leone	10^h 39^m 52.5^s	+20° 50′ 49″	612
Nana della Fenice	IAm	PGC 6830, ESO 245-G7	Fenice	01^h 51^m 06.3^s	-44° 26′ 41″	1,44
Nana Irregolare del Sagittario	IB(s)mV	PGC 63287, ESO 594-G4	Sagittario	19^h 29^m 59.0^s	-17° 40′ 41″	3,39
Nana sferoidale di Pegaso	dSph	Andromeda VI	Pegaso	23^h 51^m 46.3^s	+24° 34′ 57″	3,1
NGC 45	SA(s)dm	UGCA 4, PGC 930	Balena	00^h 14^m 04.0^s	-23° 10′ 55″	21,6
NGC 4411A	Sc(dSc)	IC 3339, UGC 7537, PGC 40695	Vergine	12^h 26^m 30.1^s	+08° 52′ 20″	60
NGC 4411B	Sc(dSc)	UGC 7546, PGC 40745, MCG+02-32-55	Vergine	12^h 26^m 47.2^s	+08° 53′ 05″	59
Sestante A	IBm	UGCA 205, PGC 29653	Sestante	10^h 11^m 00.8^s	-04° 41′ 34″	4,31
Sestante B	ImIV-V	UGC 5373, PGC 28913	Sestante	10^h 00^m 00.1^s	+05° 19′ 56″	4,44
UGC 477	Sdm	PGC 2699, MCG+03-03-02	Pesci	00^h 46^m 13.1^s	+19° 29′ 24″	123
UGC 1230	Sdm	PGC 6451, MCG+04-05-05	Pesci	01^h 45^m 32.5^s	+25° 31′ 16″	158
UGC 1382	Sc	PGC 7090, MCG+00-05-48	Balena	01^h 54^m 41.0^s	-00° 08′ 36″	242	[15]
UGC 6614	SA(r)a	PGC 36122	Leone	11^h 39^m 14.9^s	+17° 08′ 37″	294
UGC 9024	S	PGC 50334	Boote	14^h 06^m 40.5^s	+22° 04′ 12″	113
Wolf-Lundmark-Melotte	IB(s)m	UGCA 444, PGC 143	Balena	00^h 01^m 58.1^s	-15° 27′ 39″	3,04

Note

1. Sidney Bergh, Galaxy Morphology and Classification, 1ª ed., Cambridge University Press, 16 aprile 1998, DOI:10.1017/cbo9780511600166, ISBN 978-0-521-62335-3. URL consultato il 30 maggio 2020.
2. (EN) G. D. Bothun, The ghostliest galaxies., in SciAm, vol. 276, n. 2, 1997-02, pp. 40-45. URL consultato il 30 maggio 2020.
3. Malin 1: A Bizarre Galaxy Gets Slightly Less So by Ken Croswell, su kencroswell.com. URL consultato il 30 maggio 2020.
4. (EN) M. Das, Giant Low Surface Brightness Galaxies: Evolution in Isolation, in Journal of Astrophysics and Astronomy, vol. 34, n. 1, 2013-03, pp. 19-31, DOI:10.1007/s12036-013-9166-8. URL consultato il 30 maggio 2020.
5. Low Surface Brightness Galaxy | COSMOS, su astronomy.swin.edu.au. URL consultato il 30 maggio 2020.
6. James M. Schombert, Stacy S. McGaugh e Jo Ann Eder, Gas Mass Fractions and the Evolution of Low Surface Brightness Dwarf Galaxies, in The Astronomical Journal, vol. 121, n. 5, 2001-05, pp. 2420-2430, DOI:10.1086/320398. URL consultato il 30 maggio 2020.
7. (EN) Gregory D. Bothun, Christopher D. Impey e David F. Malin, Discovery of a Huge Low-Surface-Brightness Galaxy: A Proto-Disk Galaxy at Low Redshift?, in AJ, vol. 94, 1987-07, p. 23, DOI:10.1086/114443. URL consultato il 30 maggio 2020.
8. (EN) James M. Schombert e Gregory D. Bothun, A Catalog of Low-Surface-Brightness Objects. I. Declination Zone +20 Degres, in AJ, vol. 95, 1988-05, p. 1389, DOI:10.1086/114736. URL consultato il 30 maggio 2020.
9. (EN) Jason Young, S. Wang e R. Kuzio de Naray, Burst and Quench? The Life Story of Low Surface Brightness Galaxies, in AAS, vol. 223, 2014-01, pp. 453.07. URL consultato il 30 maggio 2020.
10. P.-C. Zinn, M. Stritzinger e J. Braithwaite, Supernovae without host galaxies?: The low surface brightness host of SN 2009Z, in Astronomy & Astrophysics, vol. 538, 2012-02, pp. A30, DOI:10.1051/0004-6361/201116433. URL consultato il 30 maggio 2020.
11. J. Christopher Mihos, Stacy S. McGaugh e W. J. G. de Blok, Dynamical Stability and Environmental Influences in Low Surface Brightness Disk Galaxies, in The Astrophysical Journal, vol. 477, n. 2, 10 marzo 1997, pp. L79–L83, DOI:10.1086/310528. URL consultato il 30 maggio 2020.
12. (EN) H. J. Mo, Stacy S. McGaugh e Gregory D. Bothun, Spatial distribution of low-surface-brightness galaxies, in MNRAS, vol. 267, 1994-03, p. 129, DOI:10.1093/mnras/267.1.129. URL consultato il 30 maggio 2020.
13. Sidney van den Bergh, Some Musings on Galaxy Classification, in The Astronomical Journal, vol. 113, 1997-06, p. 2054, DOI:10.1086/118417. URL consultato il 30 maggio 2020.
14. Taft E. Armandroff, James E. Davies e George H. Jacoby, A Survey for Low Surface Brightness Galaxies around M31. I. The Newly Discovered Dwarf Andromeda V, in The Astronomical Journal, vol. 116, n. 5, 1998-11, pp. 2287-2296, DOI:10.1086/300619. URL consultato il 30 maggio 2020.
15. (EN) Surprise: Small elliptical galaxy actually a giant disk, su phys.org. URL consultato il 30 maggio 2020.

Voci correlate

• Galassia ultra diffusa

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Collegamenti esterni

• Giulia Bonelli, La galassia travestita, su ASI.it, 12 luglio 2016. URL consultato il 14 luglio 2016 (archiviato dall'url originale il 16 agosto 2016).
• Canada-France-Hawaii Telescope - A new look at the largest known disk galaxy
• Astronomy Now - Hubble capture a low surface brightness galaxy

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