Cos'è un gruppo fossile?

Un gruppo fossile è un sistema galattico in cui alcune o tutte le galassie componenti si sono fuse per formare una singola galassia ellittica. Questo corpo ha una luminosità di massa e di raggi X paragonabile alla somma dei suoi componenti ed è circondato da una nuvola di gas caldo che estende diversi raggi galattici. Tutti i membri del sistema non assorbiti sono in genere distanti e di gran lunga inferiori rispetto al membro dominante. È stato suggerito che questi sistemi si sono formati in un passato molto lontano e rappresentano lo stadio finale dell'evoluzione di un gruppo galattico, da cui il termine "fossile".

Molte galassie, compresa la Via Lattea, fanno parte di un gruppo locale. Nei gruppi più compatti, le galassie sono abbastanza vicine da proiettare che la gravità determinerà la loro eventuale fusione in un unico corpo, centrato in un alone di materia oscura. Questa è una materia che non emette o riflette radiazioni, ma può essere rilevata dai suoi effetti gravitazionali. La presenza di materia oscura è dedotta dalle vaste nuvole di gas che emettono alti livelli di radiazione a raggi X che generalmente circonda questi sistemi. Si ritiene che un tale processo formi un gruppo fossile nel corso di pochi miliardi di anni.

Sono state fatte osservazioni di gruppi galattici che sembrano essere in procinto di formare un gruppo fossile. Questi hanno rafforzato l'idea che sia il risultato comune per sistemi di una certa densità e l'unico metodo di formazione di gruppi fossili. Ulteriori ricerche hanno dimostrato che la formazione di fossili è settori meno densamente popolati, tuttavia. Inoltre, sono stati esaminati enormi gruppi fossili che non avrebbero potuto derivare da modelli comuni di attrito dinamico all'interno della vita conosciuta dell'universo.

Il gruppo fossile più massiccio conosciuto è stato studiato utilizzando gli osservatori spaziali a raggi X XMM-Newton e Chandra, nonché i telescopi a infrarossi a terra. La sua galassia ellittica è 500 miliardi di volte più luminosa del sole, ha una massa di oltre 300 trilioni di masse solari e si trova in un alone di gas surriscaldato di tre milioni di anni luce di diametro. Secondo la visione accettata della formazione di gruppi fossili, una struttura di queste dimensioni non avrebbe dovuto essere possibile nel tempo disponibile.

È stata proposta una teoria della formazione alternativa in cui gli effetti dell'attrito dinamico che agiscono sui corpi che si muovono in orbite circolari attorno al centro di massa sono sostituiti da un modello asimmetrico. Se la massa viene tirata verso il centro lungo i filamenti o strutture galattiche filiformi, le forze note possono spiegare la formazione a un ritmo molto più rapido. Somiglianze tra le galassie ellittiche di gruppi fossili e le galassie luminose in grandi ammassi suggeriscono un altro processo formativo. Il processo finale della formazione di gruppi fossili potrebbe essere la fase iniziale di formazione per i gruppi di cluster.

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