Mappa della Formazione Stellare in Galassie Primordiali


Alcuni astronomi hanno usato il telescopio APEX per sondare un enorme ammasso di galassie che si sta formando nell'Universo primordiale, scoprendo che gran parte della formazione stellare avviene non solo nascosta dalla polvere, ma anche in luoghi inaspettati. Questa è la prima volta in cui è stato possibile completare un censimento della formazione stellare in un oggetto come questo.

Gli ammassi di galassie sono gli oggetti più grandi dell'Universo tenuti insieme dalla forza di gravità, ma il loro processo di formazione non è ancora ben compreso. La galassia Spiderweb (o Ragnatela; il nome ufficiale è MRC 1138-262) e i dintorni sono stati studiati per vent'anni, usando i telescopi dell'ESO ed altri: si pensa che questo sia uno dei migliori esempi di proto-ammasso colto durante il processo di formazione, più di dieci miliardi di anni fa.

Questa immagine mostra la veduta presa da APEX in luce submillimetrica della regione che circonda la galassia Tela di Ragno (galassia Spiderweb in inglese) - un proto-ammasso di galassie dell'Universo primordiale intorno a una radiogalassia che contiene un buco nero supermassiccio. Alcune delle macchie di questa immagine corrispondono a galassie con alta formazione stellare nel protoammasso e non sono visibili nella banda ottica a causa dell'assorbimento dovuto alla polvere. I dettagli più deboli sono causati da artefatti della complessa procedura di elaborazione delle immagini di APEX. Crediti:ESO
Questa immagine mostra la zona, ripresa da APEX in luce submillimetrica, della regione che circonda la galassia Tela di Ragno (galassia Spiderweb in inglese) - un proto-ammasso di galassie dell'Universo primordiale intorno ad una radiogalassia che contiene un buco nero supermassiccio. Alcune delle macchie di questa immagine corrispondono a galassie con alta formazione stellare nel protoammasso, e non sono visibili nella banda ottica a causa dell'assorbimento dovuto alla polvere. I dettagli più deboli sono causati da artefatti della complessa procedura di elaborazione delle immagini di APEX. Crediti:ESO

Ma Helmut Dannerbauer (Università di Vienna, Austria) e il suo gruppo sospettavano che la storia fosse ben lungi dall'essere completa. Volevano sondarne il lato oscuro, e scoprire quale frazione della formazione stellare in atto ni questo ammasso sia nascosta alla vista a causa della polvere.

L'equipe ha usato la camera LABOCA sul telescopio APEX, in Cile, per raccogliere 40 ore di osservazioni dell'ammasso della Ragnatela a lunghezza d'onda millimetriche - onde sufficientemente lunghe per oltrepassare quasi ovunque la cortina di nubi di polvere. LABOCA ha un ampio campo di vista, ed è perciò lo strumento perfetto per questa indagine.

Carlos De Breuck (responsabile scientifico del progetto APEX all'ESO e co-autore di questo nuovo studio) sottolinea: "Questa è una delle osservazioni più profonde mai realizzate con APEX e spinge ai suoi limiti la tecnologia - così come la capacità di resistenza del personale che lavora al sito di APEX in alta quota, a 5050 metri sopra il livello del mare."

Immagine del Hubble Space Telescope mostra la Galassia Ragnatela. Credit: NASA/ESA
Immagine di Hubble Space Telescope che mostra la Galassia Ragnatela. Credit: NASA/ESA

Le osservazioni con APEX hanno svelato che c'era un numero di sorgenti nell'area della Ragnatela circa quattro volte superiore alle zone circostanti di cielo. Confrontando con attenzione i nuovi dati con osservazioni complementari ad altre lunghezza d'onda, i ricercatori sono stati in grado di confermare che molte di queste sorgenti erano alla stessa distanza dell'ammasso di galassie e dovevano perciò far parte dell'ammasso in formazione.

Spiega Helmut Dannerbauer: "Le nuove osservazioni con APEX aggiungono il pezzo finale necessario per un completo censimento di tutti gli abitanti di questa megalopoli stellare. Queste galassie sono riprese durante il processo di formazione e così, un po' come un cantiere sulla Terra, sono piene di polvere."

Ma una sorpresa attendeva l'equipe, quando ha osservato dove stesse avvendendo la nuova formazione stellare. Si aspettavano infatti di trovare queste regioni di formazione stellare nei grandi filamenti che collegano le galassie. Invece, l'hanno trovata concentrata per la maggior parte in una singola regione, che per di più non è nemmeno centrata sulla galassia Ragnatela nel proto-ammasso. Si pensa che queste galassie starburst con molta polvere si evolvano successivamente in galassie ellittiche come quelle che si vedono oggi negli ammassi vicini.

Helmut Dannerbauer conclude: "Volevamo trovare la formazione stellare nascosta nell'ammasso della Ragnatela - e ci siamo riusciti - ma nel farlo abbiamo trovato un altro mistero: non era dove ci aspettavamo! Questa megalopoli si sta sviluppando in modo asimmetrico."

Ora servono nuove osservazioni, e ALMA è lo strumento ideale per continuare su questa strada, e studiare le regioni polverose in maggior dettaglio.

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