Hubble Scopre Il Più Lontano Proto-Ammasso di Galassie Mai Osservato

Il Hubble Space Telescope è riuscito a svelare un gruppo di galassie che è nella fase di diventare un'ammasso vero è proprio. Questo gruppo è il più distante proto-ammasso di galassie mai osservato! Durante un'indagine normalissima del cielo, nel vicino infrarosso, Hubble ha individuato 5 piccole galassie unite insieme a circa 13.1 miliardi di anni di distanza! Sono tra le galassie più brillanti che abbia mai visto risalenti a quell'epoca e sono ancora giovanissime. Anzi, l'intero universo ha soltanto 600 milioni di anni (contro gli attuali 13.7 miliardi).

Gli ammassi galattici sono le più grandi strutture dell'universo e possono comprendere facilmente anche migliaia di galassie legate insieme dalla forza di gravità. Questo ammasso in particolare non è ancora del tutto sviluppato, per questo ci si riferisce ad esso con il nome di "proto-ammasso". Oggi, questo ammasso avrà una dimensione simile a quella dell'ammasso Virgo, vicino a noi, che contiene oltre 2.000 galassie!

"Queste galassie si sono formate durante le fasi primordiali dell'assemblaggio delle galassie quando queste avevano appena iniziato ad ammassarsi." ha spiegato Michele Trenti, dell'Università di Colorado e dell'Istituto di Astronomia e l'Università di Cambridge. "Il risultato conferma la nostra conoscenza teorica riguardo alla formazione degli ammassi galattici. Hubble è semplicemente abbastanza potente da trovare esempi di queste galassie a queste distanze."

Trenti ha presentato i risultati oggi presso la 219esima riunione dell'American Astronomical Society. Lo stesso studio sarà pubblicato anche nella prossima edizione dell'Astrophysical Journal.

La maggior parte delle galassie nell'universo si trovano in gruppi e ammassi, e gli astronomi hanno sondato molte delle città galattiche più mature fino ad una distanza di ben 11 miliardi di anni luce. Ma scoprire amassi nelle loro fasi primordiali di formazione è stata una grossa sfida perché sono esempi molto rari, molto pallidi e molto sparsi nel cielo.

"Dobbiamo guardare in tante aree diverse, perché la probabilità di scoprire qualcosa è molto molto bassa." ha spiegato Trenti, che ha usato la potentissima Wide Field Camer 3 (WFC3) per individuare queste particolari galassie. "E' come giocare a battaglia navale: la nostra ricerca e colpisci e manca. Tipicamente, una regione esaminata non ha nulla di che, ma se colpiamo il punto giusto, scopriamo multiple galassie."

Dato che gli ammassi molto distanti sono così pallidi, il team ha dato la caccia alle galassie più luminose presenti in questi ammassi. Queste lampi di luce sono come contorni ad un grande segnale di "lavori in corso" per la costruzione degli ammassi galattici. Le galassie in queste primissime epoche dell'universo non sopravvivevano per molto tempo. Dalle simulazioni che abbiamo, gli astronomi si aspettano che le galassie si formino in ammassi, all'interno di pozzi di materia oscura. Il team si aspetta di trovare in futuro anche tante altre galassie, anche più lontane e pallide.

Le cinque galassie brillanti vista d Hubble hanno dimensioni tra un decimo e metà di quella della Via Lattea (che ha un diametro di 100.000 anni luce circa), eppure sono comparabili come luminosità. Queste galassie sono così brillanti e massicce perché sono ricchissime di gas e tantissime zone di formazione stellare, create dalla collisione con altre galassie vicine. Le simulazioni del team mostrano che le galassie si fonderanno eventualmente e formeranno la galassia più luminosa e centrale dell'ammasso, una gigantesca galassia ellittica come la M87, al centro dell'Ammasso della Vergine (Virgo).

Queste osservazioni saranno fondamentali per aiutarci a migliorare il nostro modello su come le galassie si formano e assemblano, partendo da piccoli oggetti sparsi fino a gigantesche galassie ellittiche.

Hubble ha osservato queste galassie nel vicino infrarosso perché la luce visibile e ultravioletta di galassie così distanti è stata ormai "tirata" così tanto dall'espansione dello spaziotempo che non è più rilevabile in quelle lunghezze d'onda. Le osservazioni fanno parte di un indagine chiamata Brightest of Reionizing Galaxies (BoRG), che fa uso della WFC3 di Hubble per cercare le galassie più brillanti presenti intorno a circa 13 miliardi di anni fa, quando la luce delle prime stelle stava ionizzando l'idrogeno intorno, in un processo chiamato di re-ionizzazione.

Il team ha stimato le distanze fino alle galassie scoperte per via dei loro colori, ma gli astronomi hanno in mente di far seguire queste analisi da altre osservazioni spettroscopiche, che misureranno l'espansione dello spazio. Queste osservazioni aiuteranno gli astronomi a calcolare con precisione la distanza dell'ammasso e li porteranno anche a capire meglio le velocità delle galassie. Quest'ultima analisi sarà decisiva per stabilire quanto e come sono legate gravitazionalmente tra di loro.

Le osservazioni spettroscopiche fatte l'anno scorso su un'altra galassia lontana hanno confermato la sua distanza di 12.6 miliardi di anni luce dalla Terra, ed era una delle più lontane mai viste. Un gruppo di astronomi, guidato da Peter L. Capak del Spitzer Science Center, scopri che faceva parte di un ammasso, usando una varietà di telescopi tra cui anche Hubble. Il telescopio spaziale si dimostra fondamentale quindi per arrivare a trovare simili oggetti. Servirà tuttavia un'ulteriore analisi spettroscopica prima di poter conoscere meglio le caratteristiche di queste galassie, e per dire con certezza assoluta se sono legate o meno tra di loro gravitazionalmente. La distanza media che le separa è tuttavia simile a quella che separa le galassie nel Gruppo Locale, che consiste in due grandi galassie a spirale, Andromeda e la Via Lattea, più una dozina di galassie nane.

Queste osservazioni stanno spingendo Hubble al limite delle sue abilità. Questa regione, tuttavia, sarà la casa di futuri telescopi infrarossi spaziali, come il James Webb Space Telescope, un osservatorio ad infrarossi diverse volte più potente e grande di Hubble che sarà lanciato alla fine di questo decennio, e potrà osservare galassie distanti solo 300 milioni di anni dopo il Big Bang.

http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2012/05/full/

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