Memoria dello Spazio

Per la prima volta un gruppo di astronomi ha potuto misurare direttamente dimensioni e luminosità di regioni di formazione stellare situate in una galassia lontanissima, scoperta casualmente grazie al telescopio Atacama Pathfinder Experiment (APEX). La luce della galassia ci giunge da un abisso distante dieci miliardi di anni luce e ci mostra, dunque, l'aspetto che essa aveva in un'epoca remota della storia dell'universo.

L'immagine della galassia è stata ingrandita e potenziata da un fenomeno di lente gravitazionale, generato dall'enorme massa di un ammasso di galassie interposto tra l'antica sorgente luminosa e la Terra. Un colpo di fortuna che ha rivelato una frenetica e vigorosa attività di formazione stellare, con vivai di stelle che si formano duecentocinquanta volte più velocemente che nelle galassie dell'universo contemporaneo. La ricerca è stata pubblicata online su Nature il 21 marzo 2010.

Gli ammassi di galassie sono tra le strutture più massicce dell'universo: possono contenere centinaia o addirittura migliaia di galassie, enormi riserve di gas e di materia oscura, e raggiungere masse totali nell'ordine del milione di miliardi di masse solari (dieci elevato alla quindicesima potenza).

Osservando a lunghezze d’onda submillimetriche con il telescopio APEX un gigante di questo tipo, un ammasso di galassie chiamato MACS J2135-010217, situato a una distanza di circa quattro miliardi di anni luce dalla Terra, un gruppo di astronomi si è imbattuto casualmente in una lente gravitazionale, generata dall'enorme massa dell'ammasso di galassie. La lente ha ingrandito e così reso visibile una lontanissima galassia, estremamente brillante per via di un'insolita e violenta attività di formazione stellare. La nuova galassia è stata chiamata SMM J2135-0102.

«L’ingrandimento ci mostra la galassia con un dettaglio senza precedenti, anche se è così distante che la sua luce ha impiegato circa 10 miliardi di anni per raggiungerci», spiega Mark Swinbank della Università di Durham, primo autore dell’articolo che riporta la scoperta. «Grazie a successive osservazioni con il telescopio Submillimeter Array, siamo stati in grado di studiare con grande precisione le nebulose ricche di stelle in formazione presenti in quella galassia».

Grazie al Submillimeter Array (SMA), un interferometro composto da 8 elementi situati sulla vetta del Mauna Kea alle Hawaii, è stato possibile osservare le regioni di formazione stellare in SMM J2135-0102 fino a una scala di alcune centinaia di anni luce: quasi le stesse dimensioni delle nebulose maggiori della Via Lattea. Per ottenere un simile livello di dettaglio senza l’aiuto di una lente gravitazionale, servirebbero telescopi come ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), che al momento è in costruzione sullo stesso altipiano dove si trova APEX. Questa fortunata scoperta ha quindi dato agli astronomi un’anteprima unica sui risultati scientifici che sarà possibile ottenere fra alcuni anni.

Le “fabbriche" di stelle scoperte in SMM J2135-0102 sono simili a quelle della Via Lattea, ma cento volte più grandi e molto più luminose. Ciò suggerisce che la formazione stellare nelle prime fasi di vita delle galassie sia un processo ben più vigoroso di quello che osserviamo nell'universo locale. Per molti aspetti le nebulose di SMM J2135-0102 sembrano essere simili ai nuclei più densi delle regioni di formazione stellare presenti nella Via Lattea e nelle galassie più vicine. A questo proposito, Carlos De Breuck, uno degli autori della ricerca, ha dichiarato:

Le osservazioni eseguite con il Submillimeter Array hanno permesso di scoprire che SMM J2135-0102 è la più luminosa tra le galassie visibili a lunghezze d'onda submillimetriche: benché fortemente oscurata nella luce visibile, questa galassia emette prodigiose quantità di radiazione nella regione dello spettro elettromagnetico osservata da SMA.

Grazie a un ulteriore e sofisticato strumento, lo Zpectrometer montato sul grande radiotelescopio Green Bank, gli astronomi hanno poi potuto determinare con precisione la distanza di SMM J2135-0102 e ricostruire come ci apparirebbe la galassia se potessimo osservarla senza la distorsione della lente gravitazionale. Ovviamente, la ricostruzione si riferisce all'aspetto della galassia nell'universo primordiale, dieci miliardi di anni fa. Se potessimo osservarla oggi, vedremmo probabilmente una gigantesca galassia ellittica, giunta al termine della sua evoluzione e molto meno propensa a produrre nuove stelle.

Riferimenti