L’alba dell’astronomia extragalattica fu nel 1917, quando l’astronomo americano Heber Curtis osservò una nova stellare all’interno di M31, il nome formale di quella che allora fu chiamata la Grande Nebulosa di Andromeda. All’epoca si pensava che le nebulose a spirale come Andromeda si trovassero all’interno della nostra galassia, con una dimensione solo parecchie volte più grande di quella del nostro sistema solare e una distanza inferiore a 50,000 anni luce. Pensavano che la Via Lattea rappresentasse l’intero universo.
Dopo aver osservato la nova in M31, Curtis ha cercato nella documentazione fotografica, notando altre 11 novae nella regione. Se M31 era solo una nebulosa stellare, perché c’erano così tante novae al suo interno, e perché queste erano caratteristicamente più deboli delle altre novae? Ragionando sull’osservazione che queste novae erano circa 10 magnitudini più deboli delle novae note nella nostra galassia, Curtis dichiarò che la Grande Nebulosa di Andromeda era in effetti un “universo insulare”, distinto dalla Via Lattea e situato a 500,000 anni luce di distanza. . All’inizio gli astronomi non accettarono la sua ipotesi e iniziò un dibattito scientifico.
Nel 1920, Harlow Shapley, un altro astronomo americano, sfidò Curtis a un grande dibattito su importanti questioni astronomiche dell’epoca, incluso se le nebulose a spirale come Andromeda fossero davvero al di fuori della nostra galassia. Molti colleghi astronomi hanno seguito il dibattito, ma i risultati finali sono stati inconcludenti. Fu solo nel 1925, quando Edwin Hubble (da cui prende il nome il telescopio spaziale Hubble) pubblicò osservazioni dal telescopio Hooker da 100 pollici, allora il più grande del mondo, che aveva scoperto le stelle variabili Cefeidi nelle nebulose di Andromeda e le aveva usate per misurare la sua distanza, risultata essere un enorme 2.5 milioni di anni luce. L’era dell’astronomia extragalattica era iniziata e la Nebulosa di Andromeda fu ribattezzata Galassia di Andromeda.
Negli ultimi 80 anni, l’astronomia extragalattica è stata un’area di ricerca attiva. Misurando la velocità relativa delle galassie usando la loro firma ottica, è stato scoperto che tutte le galassie si stanno allontanando l’una dall’altra e l’intero universo si sta espandendo. Nel 1998 le osservazioni della supernova di tipo Ia hanno persino suggerito che l’espansione sta accelerando. I cosmologi ora pensano che sia probabile che l’universo finirà in una “morte termica” in cui l’accelerazione dell’espansione fa disperdere e congelare tutta la materia.
Un episodio importante nell’astronomia extragalattica è la scoperta e l’indagine di quasar, sorgenti radio QUasi-stellaR. Si sapeva che queste sorgenti puntiformi luminose erano molto luminose e molto remote, tra gli oggetti più distanti conosciuti, con alcuni fino a 13 miliardi di anni luce. Sebbene i quasar siano stati osservati per la prima volta negli anni ‘1950, non è stato fino agli anni ‘1970 che iniziò a emergere un consenso scientifico sulla natura dei quasar: erano nuclei galattici attivi, costituiti da buchi neri supermassicci che risucchiavano diverse masse solari per un valore di materiale per secolo e rilasciando enormi quantità di radiazioni nel processo. Sono stati costruiti modelli formali per descriverlo e uno dei più grandi misteri dell’astronomia extragalattica è stato risolto.
Oggi milioni di galassie sono state fotografate e classificate dagli scienziati, a volte anche con l’aiuto del pubblico (come in GalaxyZoo). Le galassie sono a spirale o ellittiche. Si stima che esistano circa cento miliardi di galassie nell’universo osservabile. È interessante notare che questo è circa lo stesso del numero di neuroni in un cervello umano.