Un serpente cosmico per svelare le lontanissime galassie
Che differenza c'è tra la formazione stellare nelle antiche e distanti galassie e tra quelle giovani e più vicine? Il dibattito tra gli astronomi verso una soluzione grazie al serpente cosmico.
SCOPERTE – Una galassia lontana, dalla forma allungata e deformata che ricorda quella di un serpente, ci svela qualcosa in più sulla formazione stellare nell’universo primordiale. La galassia si trova a 6 miliardi di anni luce da noi e solo grazie a una potente lente gravitazionale gli scienziati dell’Università di Ginevra sono riusciti a osservare questo serpente “cosmico”, che è lontano non solo nello spazio, ma anche nel tempo. Gli scienziati del gruppo internazionale, che ha visto l’Università di Ginevra collaborare con quella di Zurigo, hanno osservato discrepanze tra la formazione stellare nelle galassie lontane e nelle omologhe locali, e quindi più giovani, facendo un passo avanti nella comprensione dei meccanismi fondamentali che regolano le incubatrici stellari.
Tutto parte da una domanda che ha scatenato un dibattito tra astronomi e astrofisici: la formazione stellare nelle galassie dell’universo primordiale segue le stesse leggi delle galassie odierne e le stesse condizioni fisiche? Il telescopio spaziale Hubble della NASA è andato a caccia di galassie ad alto redshift, cioè che si stanno allontanando dal punto di vista dell’osservatore, e che quindi ci mostrano oggetti molto lontani da noi sia nel tempo sia nello spazio. Un modo per osservare l’universo quando era molto più giovane rispetto a oggi.
Queste osservazioni avevano fatto ipotizzare che la formazione delle stelle tra le due classi di galassie fosse molto diversa, dato che nelle galassie lontane e più antiche era stata osservata una regione di formazione stellare gigantesca, estesa per oltre 3000 anni luce, cioè migliaia di volte più grande di quella tipica di galassie giovani e vicine. Una caratteristica che sembrava essere comune a molte galassie ad alto redshift, ma che è stata ribaltata dallo studio guidato da Antonio Cava dell’Università di Ginevra, i cui risultati sono stati pubblicati sulla rivista Nature Astronomy.
Per poter rispondere alla domanda era dunque necessario osservare nel dettaglio oggetti anche molto lontani, osservazioni che sono state possibili grazie al fenomeno della lente gravitazionale. Una galassia massiva situata tra l’osservatore e l’oggetto da osservare ha agito da lente di ingrandimento con la sua gravità, deformando la luce in arrivo e restituendo un’immagine della galassia lontana allungata e più luminosa dalla forma di un serpente, come ha spiegato Cava in un comunicato: “L’immagine amplificata è più precisa e luminosa, e ci ha permesso di osservare dettagli fino a 100 volte più piccoli”.
Le immagini restituite dalla lente gravitazionale non sono solo amplificate, ma anche moltiplicate: la galassia a forma di serpente è infatti il risultato della combinazione di cinque differenti risoluzioni della stessa immagine sorgente. Proprio questa caratteristica ha permesso agli scienziati di studiare la stessa sorgente da diversi punti di vista e di confrontare le immagini per ottenere per la prima volta la definizione dettagliata delle caratteristiche della lontana galassia.
Confrontando le immagini analizzate e le simulazioni elaborate dai ricercatori del CNRS, delle Università di Zurigo e Lione e della Universidad Complutense di Madrid si è così riusciti a definire la struttura intrinseca dell’oggetto. Si è scoperto in questo modo che in realtà la regione di formazione stellare non è vasta e massiva come inizialmente suggerito dai dati di Hubble, ma è composta da regioni più piccole e non ancora del tutto risolte. “Grazie all’incredibile risoluzione del serpente cosmico, siamo stati in grado di comparare i nostri calcoli con le osservazioni dell’Università di Ginevra e confermare che combaciano”, ha commentato Valentina Tamburello dell’Institute of Computational Science della Università di Zurigo e co-autrice dello studio. “Questa è stata una incredibile fortuna per noi”.
Le differenze tra le galassie distanti e le loro omologhe locali grazie ai risultati dello studio sono stare ridotte da un fattore 1000 ad un fattore 10, ma siamo ancora lontani dalla comprensione dei meccanismi fondamentali che guidano la formazione stellare in questi oggetti. Il serpente cosmico ha permesso però agli astronomi di fare un primo passo verso una maggiore comprensione di cosa accade nelle antiche incubatrici stellari, la cui natura turbolenta potrebbe spiegare quelle differenze che alimentano il dibattito che divide la comunità scientifica.
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