Memoria dello Spazio

Proprietà fisiche e storia evolutiva di NGC 1569

NGC 1569 è una galassia nana irregolare situata a circa dieci milioni di anni luce da noi nella costellazione della Giraffa. Non avrebbe nulla di speciale per attirare l'attenzione degli astronomi, se non fosse che si tratta di una delle più vicine e potenti galassie starburst, galassie cioè in cui il ritmo di formazione stellare è parossisticamente elevato. Comuni nell'universo primordiale, lo sono molto meno nell'universo recente. NGC 1569 rappresenta perciò, per la sua vicinanza, un'occasione unica per studiare in modo dettagliato le caratteristiche peculiari di questo tipo di galassie.

Osservata con il telescopio spaziale Hubble nel 2004 e poi ancora nel 2006 e nel 2007, NGC 1569, il cui diametro è di poche migliaia di anni luce, mostra una forma allungata e una struttura caratterizzata dalla presenza di una serie di brillanti e densi ammassi stellari. Gli elementi più appariscenti sono tre superammassi, NGC 1569-A1, NGC 1569-A2 e NGC 1569-B, ciascuno dei quali contiene l'equivalente di 6-700.000 masse solari. La presenza in essi di giganti rosse e stelle di Wolf-Rayet indica che la loro formazione deve risalire ad alcuni milioni di anni fa, il tempo minimo compatibile con lo stadio evolutivo avanzato raggiunto da tali stelle.

Tutto intorno agli ammassi, immense nubi di idrogeno, la cui massa complessiva è stimata in circa 1/3 della massa complessiva dell'intera galassia, fanno da serbatoio di materia prima per la formazione di nuove stelle. Deve esserci stata un'epoca non troppo lontana in cui migliaia di supernovae sono esplose in un lasso di tempo relativamente breve, per dotare NGC 1569 di una tale riserva di gas. La galassia si formò infatti almeno 13 miliardi di anni fa, a giudicare dall'età di una vasta popolazione di antiche stelle appartenenti al suo alone: nel trascorrere di una simile "eternità", tutto il gas della presumibile dotazione iniziale si sarebbe già da molto esaurito, se qualche ignoto evento cataclismatico non avesse provveduto a rimpinguarla strada facendo.

NGC 1569 appartiene a un gruppo di galassie il cui membro prominente è IC 342, una magnifica galassia a spirale, la cui vista è purtroppo severamente oscurata da gas e polveri interposti. Uno studio del 2012 ipotizza che NGC 1569 abbia attraversato il gruppo di IC 342 in un tempo compreso tra 3,8 e 2,1 miliardi di anni or sono e abbia interagito fortemente con una o più galassie durante il tragitto. La principale candidata per questa interazione gravitazionale è un'altra galassia nana, chiamata UGCA 92. La gigantesca febbre di formazione stellare di cui possiamo vedere oggi gli esiti in NGC 1569 potrebbe essere una conseguenza dell'incontro ravvicinato con UGCA 92.

Cosa è reale?

Ma basta così per quanto riguarda le proprietà fisiche di NGC 1569. Questa galassia nana può rivelarsi interessante anche per qualcosa che apparentemente non ha nulla a che fare con l'astronomia: una riflessione su cosa è reale e cosa no.

Partiamo da un'impressione soggettiva. La splendida interconnessione di ammassi stellari e nubi di gas, mostrata nella vista di NGC 1569 fornita da Hubble, ci appare una rappresentazione visiva efficace e suggestiva del concetto di galassia starburst: la concentrazione di punti luminosi bianchi e blu nella zona centrale e le volute arancio-rossastre delle nubi di gas tutto intorno rendono bene l'idea di un processo caotico ed esplosivo.

Chiediamoci, tuttavia: è proprio questo l'aspetto di NGC 1569? Ovvero: l'immagine pubblicata sul sito di Hubble corrisponde alla realtà? La domanda sembra oziosa: quando la nostra attenzione è tutta concentrata sull'analisi delle caratteristiche di un oggetto, sia esso una scarpa o l'immagine di una galassia, diamo inconsapevolmente per scontata la realtà di quell'oggetto. Non pensiamo affatto, in quel momento, che la "realtà" di ciò che stiamo osservando dipende in buona parte dal modo in cui i nostri sensi registrano le informazioni e dal tipo di informazioni che stanno proprio allora ricevendo.

Il punto centrale della questione è che bisogna distinguere tra i dati e le rappresentazioni dei dati. I dati, nell'astronomia moderna, sono i valori dei pixel, associati ai fotoni registrati dai sensori dei telescopi, i quali operano in tutta l'estensione dello spettro elettromagnetico, dai raggi gamma alle onde radio, ben al di là della ristretta banda di frequenze che l'occhio umano può percepire. La rappresentazione dei dati è invece il modo in cui quei valori vengono organizzati e mostrati, affinché siano significativi per un essere umano. I dati vengono manipolati in modo da creare grafici, tabelle, immagini. Alla fine, l'oggetto di un'osservazione, per esempio la galassia nana NGC 1569, emerge come risultato finale di un certo trattamento dei dati bruti da parte degli astronomi, sicché buona parte della rappresentazione mentale che ci facciamo di quell'oggetto dipende dal modo in cui qualcuno ha organizzato i dati ricevuti dai telescopi, piuttosto che dai dati stessi.

Ciò è particolarmente evidente nella diversità, talvolta grandissima, delle immagini che immortalano un medesimo oggetto astronomico. Non ci riferiamo a quelle diversità che sono inevitabili, perché dipendenti dalle differenti caratteristiche degli strumenti di osservazione usati: per esempio un telescopio situato a terra, se privo di ottiche adattive, produrrà immagini di un ammasso globulare necessariamente più sfocate di quelle catturate da Hubble, la cui vista non è deteriorata dalle turbolenze dell'atmosfera terrestre; oppure un telescopio che osserva nei raggi X, come Chandra, mostrerà inevitabilmente dettagli che un telescopio che opera nell'infrarosso, come WISE, non può vedere, e viceversa. Ci riferiamo, invece, a quelle diversità che sono introdotte dalla sensibilità e dai gusti soggettivi del manipolatore umano dei dati.

Per capire dove nasce la manipolazione e quanto può essere grande, bisogna conoscere i "ferri del mestiere". Le immagini astronomiche prodotte per usi scientifici dai grandi osservatori sono quasi sempre codificate in file di un formato che si chiama FITS: Flexible Image Transport System. Questi file contengono un'intestazione costituita da una serie a volte molto lunga di voci, che fornisce tutti i valori importanti per l'elaborazione scientifica dei dati: lo strumento che ha realizzato l'osservazione, i riferimenti temporali precisi, la calibrazione dello strumento, i filtri utilizzati, le coordinate celesti, gli eventuali malfunzionamenti ecc. Contengono poi le informazioni sui valori dei singoli pixel che costituiscono l'immagine, i quali possono essere manipolati in una serie infinita di modi.

Esistono numerosi software che permettono di manipolare i file FITS e di ricavare da essi gli "ingredienti" di base di quelle meravigliose immagini astronomiche che vediamo pubblicate sui siti dei maggiori osservatori mondiali. Uno di essi, FITS Liberator, è distribuito gratuitamente dall'Agenzia Spaziale Europea. Le due schermate riprodotte di seguito mostrano l'interfaccia del programma, nel quale abbiamo caricato un file FITS di NGC 1569, scaricato dall'archivio pubblico del telescopio spaziale Hubble.

Alcuni esempi

Dopo questa lunga introduzione, è tempo di passare alla dimostrazione. Riportiamo di seguito cinque immagini di NGC 1569, ricavate dai medesimi file FITS disponibili sul sito europeo di Hubble. Tali file contengono i dati di osservazioni della galassia nana eseguite con lo strumento WFPC2 di Hubble, oggi dismesso, usando quattro diversi filtri, a 336, 555, 656 e 814 nanometri, che coprono la gamma dall'ultravioletto al vicino infrarosso. Ogni immagine è stata manipolata con FITS Liberator e poi esportata in formato TIF. Successivamente, le immagini, rigorosamente monocromatiche, sono state unite e ulteriormente modificate con programmi commerciali per l'elaborazione grafica, in modo da ottenere la policromia, tarare i colori, il contrasto e la luminosità. Sono state infine salvate in formato JPG per la pubblicazione sul Web. Le prime tre immagini sono frutto di esperimenti di chi scrive, le ultime due sono di utenti che le hanno condivise in un'apposita sezione del sito Hubble dell'ESA.

Lo scopo precipuo per cui si manipolano i parametri di un file FITS dovrebbe essere quello di esaltare la visibilità delle zone meno luminose di un'immagine, senza per questo compromettere la ricchezza di dettagli delle zone più luminose, sovraesponendole. A questo scopo, che già di per sé genera un'alterazione della "realtà", si somma la manipolazione a fini estetici. Fatta salva la leggibilità complessiva dell'immagine, è possibile infatti virare i dati verso una certa gamma cromatica oppure verso un'altra del tutto differente; esaltare il contrasto o, invece, ammorbidirlo; imporre all'immagine toni cupi oppure brillanti; aumentare fortemente il livello di saturazione dei colori oppure smorzare il tutto usando toni pastello.

Questa e altre modifiche dipendono solo dai gusti dell'utilizzatore del software. Nasce dunque la domanda finale: qual è il vero aspetto di NGC 1569? O anche: esiste un'immagine vera di NGC 1569?

Riferimenti