Memoria dello Spazio

Usando informazioni provenienti da vari telescopi, un gruppo di astronomi ha scoperto un misterioso, gigantesco oggetto, esistito in un tempo in cui l’universo aveva soltanto 800 milioni di anni o giù di lì. Oggetti di questo tipo sono chiamati Lyman-Alpha blob (LAB) estesi; si tratta di enormi corpi gassosi, che possono essere stati dei precursori delle galassie. Il blob di cui parliamo è stato chiamato Himiko, dal nome di una leggendaria, misteriosa principessa giapponese (qui a fianco una rappresentazione artistica che la raffigura). Si estende per 55.000 anni luce, un record per un’epoca così antica: è un’estensione paragonabile al raggio del disco della Via Lattea.

I ricercatori che lo stanno studiando, benché in possesso dei superbi dati forniti dai migliori telescopi del mondo, non sono ancora sicuri di cosa sia. Poiché si tratta di uno tra gli oggetti più lontani mai scoperti, la sua intrinseca debolezza non consente di comprendere la sue origini fisiche. Potrebbe trattarsi di gas ionizzato, alimentato da un buco nero supermassiccio; di una galassia primordiale ricca di gas di accrescimento; di una collisione tra due grandi, giovani galassie; di un super vento causato da un’intensiva formazione stellare; oppure di una singola galassia gigante, dotata di una massa corrispondente a circa 40 miliardi di Soli. Poiché questo misterioso, rimarchevole oggetto è stato scoperto dal telescopio giapponese Subaru e sembra appartenere a uno stadio primordiale della storia dell’universo, i ricercatori gli hanno affibbiato il nome di una leggendaria e misteriosa regina del Giappone antico.

«Più lontano guardiamo nello spazio, più indietro andiamo nel tempo», ha spiegato il primo autore dello studio Masami Ouchi, ricercatore presso gli Osservatori dell’Istituto Carnegie, a capo di un team internazionale di astronomi provenienti da Stati Uniti, Giappone e Regno Unito. «Sono molto sorpreso da questa scoperta. Non avrei mai immaginato che un oggetto di quelle dimensioni potesse esistere in uno stadio così antico della storia dell’universo. In base al modello dominante di cosmologia del Big Bang, si formarono per primi oggetti piccoli, che poi si unirono producendo sistemi più ampi. Questo blob aveva dimensioni che sono tipiche delle galassie contemporanee, in un’epoca in cui l’universo aveva circa 800 milioni di anni, ovvero appena il 6% dell’età attuale!»

I blob estesi scoperti in passato si trovano per lo più a una distanza corrispondente a un’età dell’universo di 2 o 3 miliardi di anni. Nessun blob esteso era mai stato scoperto in un’epoca così antica della storia dell'universo. Himiko si situa in un punto di transizione nell’evoluzione cosmica chiamato era della reionizzazione: è quanto di più lontano ci sia consentito di vedere al momento. E, con 55.000 anni luce di estensione, è un blob davvero grande per quei tempi.

La reionizzazione avvenne all’alba della storia del cosmo, tra 200 milioni e un miliardo di anni dopo il Big Bang. Durante questo periodo, l’idrogeno neutro cominciò a formare quasar, stelle e galassie primordiali. Le prove di quest’era sono cercate dagli astronomi nelle caratteristiche impronte lasciate dall’idrogeno, diffuso in grandi nubi di gas ionizzato.

Il team identificò per la prima volta Himiko tra 207 lontane candidate galassie, osservate nelle lunghezze d’onda del visibile con il telescopio Subaru nella costellazione della Balena (Cetus). Furono poi fatte osservazioni spettroscopiche per misurarne la distanza con strumenti appartenenti agli Osservatori Keck e Magellano. Himiko era un candidato estremamente grande e brillante per essere una galassia lontana. «Esitammo prima di impiegare il nostro prezioso tempo di telescopio per prendere spettri di questo strano candidato. Non eravano affatto convinti che questa sorgente grande e luminosa fosse realmente un oggetto lontano. Pensavamo che fosse un intruso in primo piano che stava contaminando il nostro campione di galassie», continua Ouchi. «Ma provammo ugualmente. E fu così che gli spettri esibirono la caratteristica firma dell’idrogeno, che indicava chiaramente una distanza immensamente grande: 12,9 miliardi di anni luce!»

«Usando dati nell’infrarosso dal Telescopio Spaziale Spitzer della NASA e dal telescopio a infrarossi della Gran Bretagna (UKIRT), dati radio dal VLA e immagini nei raggi-X dal satellite XMM-Newton, siamo in grado di stimare il tasso di formazione stellare e la massa stellare di questa galassia e di investigare se contenga un nucleo attivo alimentato da un buco nero supermassiccio», ha spiegato James Dunlop, un membro del team che lavora a Edimburgo. «Abbiamo trovato che la massa stellare di Himiko è di un ordine di grandezza maggiore rispetto ad altri oggetti di epoca simile, ma non siamo ancora in grado di dire se al suo centro ospiti un buco nero attivo in fase di accrescimento».

«Una delle cose inspiegabili di Himiko è la sua eccezionalità», afferma Alan Dressler della Carnegie, un altro membro del team. «Se fossimo in presenza della scoperta di una classe di oggetti antenati delle galassie attuali, dovremmo averne già trovati molti altri più piccoli: una distribuzione continua. Ma dal momento che questo oggetto resta, almeno per ora, unico nel suo genere, è molto difficile adattarlo al modello prevalente di come le normali galassie si siano formate. D’altra parte, è proprio questo che lo rende interessante!»

I risultati dello studio saranno pubblicati su The Astrophysical Journal del 10 maggio 2009.

Riferimenti