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22 dicembre 2011

Scoperta Galassia Eccezionalmente Brillante Risalente all'Alba dell'Universo

L'immagina mostra una delle più lontane galassie che conosciamo, chiamata GN-108036, che risale a solo 750 milioni di anni dopo il Big Bang. Credit: NASA/ESA/JPL-Caltech/STScl/Università di Tokyo


Guardando indietro nel tempo con alcuni dei più potenti telescopi che abbiamo a disposizione, gli astronomi sono riusciti a trovare una delle più distanti e antiche galassie. La grande sorpresa è che si tratta di una galassia eccezionalmente brillante anche se si trova a 12.9 miliardi di anni luce distanza da noi. Questo significa che a quel tempo, la galassia stava generando una quantità eccezionale di stelle, anche se si trattava dell'alba dell'universo e ancora di stelle e galassie c'erano poche.

"La grande quantità di formazione stellare scoperta nel caso della GN-108036 implica che stava rapidamente acquisendo massa già solo 750 milioni di anni dopo il Big Bang, quando l'universo aveva solo il 5% della sua attuale età." ha spiegato Braham Mobasher, dell'Università della California, Riverside. "Questa è quindi un probabile progenitore delle massicce ed evolute galassie che vediamo oggi."

Un team internazionale di astronomi, guidato da Masami Ouchi, dell'Università di Tokyo, Giappone, ha per la prima volta identificato questa remota galassia dopo aver analizzato i dati di una porzione grossa del cielo vista con il Subaru Telescope, in cima al Mauna Kea, Hawaii. La sua grandissima distanza è stata poi confermata con l'uso del Keck Observatory, sempre sul Mauna Kea. In seguito, le osservazioni infrarossi di Spitzer e Hubble sono riuscite a misurare con precisione l'attività di formazione stellare della galassia.

Immagine di Hubble della piccola galassia GN-108036. La forma della galassia appare allungata ed il suo diametro medio è di circa 5.000 anni luce (contro i 100.000 anni luce della Via Lattea). Credit: NASA/ESA/Hubble

"Abbiamo verificato i nostri risultati in tre diverse occasioni nei ultimi due anni, e ogni volta abbiamo confermato le precedenti misurazioni" ha spiegato Yoshiaki Ono, anch'esso dell'Università di Tokyo. Gli astronomi erano sorpresi di vedere una così grande esplosione nella formazione stellare perché in fondo la galassia è relativamente piccola e si trova in un'era molto primitiva del cosmo. A quel tempo le prime galassie si stavano ancora formando ed erano molto diverse da oggi, non avendo ancora a disposizione tanta massa.

Il team ha dichiarato che la produzione di nuove stelle della galassia è equivalente a circa 100 soli ogni anno. Per fare un paragone, la Via Lattea è 5 volte più grande e 100 volte più massiccia della GN-108036, ma produce circa 30 volte meno stelle ogni anno.

Gli astronomi si riferiscono alla distanza dell'oggetto in base al suo redhisft, cioè lo spostamento della luce verso lunghezze d'onda più lunghe, come il rosso, per via dell'espansione dell'universo. Gli oggetti con redshift più grande si trovano più lontano e quindi anche più indietro nel tempo. GN-108036 ha un redshift di 7.2. Soltanto una manciata di galassie hanno dei redshift più grandi di 7 e solo due di queste sono più distanti della GN-108036.

Circa 380.000 anni dopo il Big Bang, una diminuzione nella temperatura dell'Universo ha fatto si che gli atomi di idrogeno penetrassero nel cosmo e creassero una spessa nube, opaca nell'ultravioletto, creando quella che gli astronomi chiamano "età oscura" o "dark ages".

"Quest'epoca è finita quando le nubi di gas di idrogeno neutro sono collassate per generare le prime stelle, formando così le prime galassie, che probabilmente radiavano fotoni ad alta energia e hanno così rionizzato l'Universo." ha spiegato Mobasher. "Galassie vigorose come la GN-108036 potrebbero aver contribuito al processo di re-ionizzazione, che è responsabile della trasparenza dell'universo oggi."

Spettro unidimensionale della galassia GN-108036 ottenuto con lo spettrografo DEIMOS montato sul Keck Telescope. La freccia rossa punta alla linea Lyman-alpha assimetrica trovata, che indica che la galassia si trova ad enormi distanze da noi, nell'universo primordiale. Credit: Keck Observatory

"La scoperta è sorprendente perché le indagini precedenti non avevano scoperto galassie così brillanti in un'epoca così primordiale dell'Universo" ha spiegato Mark Dickinson, del National Optical Astronomy Observatory, Tucson, Arizona. "Forse quelle indagini erano semplicemente troppo piccole per trovare galassie come GN-108036. Potrebbe essere un oggetto molto speciale e raro che per fortuna siamo riusciti ad osservare durante un periodo di estrema formazione stellare."

http://hubblesite.org/pubinfo/pdf/2011/42/pdf.pdf

http://www.naoj.org/Pressrelease/2011/12/15/index.html

http://www.spitzer.caltech.edu/news/1344-ssc2011-10-NASA-Telescopes-Help-Find-Rare-Galaxy-at-Dawn-of-Time

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