La prima porzione di cielo osservata da Herschel nell'ambito del progetto H-ATLAS con evidenziate le cinque galassie scoperte. Crediti: ESA / SPIRE / Herschel-ATLAS / SJ Maddox
Cinque galassie agli albori dell’Universo. La loro luce ha viaggiato per circa 11 miliardi di anni, partendo quando l’Universo aveva appena un quinto dell’età attuale per arrivare a noi ed essere scoperta e catturata da Herschel, il satellite dell’agenzia spaziale europea per l’Astrofisica nell’infrarosso. Ma la scoperta sarebbe stata irrealizzabile se quella luce non fosse stata amplificata da “lenti gravitazionali”, un effetto predetto dalla Teoria della Relatività di Einstein. Merito di questa scoperta è anche di Luigi Danese e Joaquin Gonzalez-Nuevo della Sissa-Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati di Trieste e Gianfranco De Zotti e Sara Buttiglione dell’Inaf-Osservatorio Astronomico di Padova, che hanno fatto parte del team internazionale di scienziati che ha pubblicato i risultati di questo studio nell’ultimo numero della rivista Science. Risultati di assoluta importanza scientifica, che consentono di gettare nuova luce su uno dei problemi chiave della cosmologia: capire la formazione delle galassie e l’evoluzione del nostro Universo.
“Questo lavoro ha dimostrato come il metodo da noi utilizzato sia straordinariamente efficiente per scoprire i rari fenomeni di forte amplificazione gravitazionale dei flussi di galassie lontane” commenta Gianfranco De Zotti. “Questi fenomeni sono di estremo interesse per numerosi motivi. Per esempio ci consentono di studiare le condensazioni di materia che agiscono da lenti gravitazionali e che sono prevalentemente composte di materia oscura, quindi inaccessibile alle normali osservazioni astronomiche”.
Le cinque galassie individuate sono molto distanti da noi eppure appaiono come sorgenti luminose particolarmente brillanti, grazie allo strong lensing gravitazionale. Con questo termine si intende l’effetto prodotto da un oggetto celeste di grande massa, come ad esempio una galassia, quando si trova lungo la linea di vista tra una sorgente luminosa e l’osservatore. Secondo la Teoria della Relatività Generale formulata da Einstein infatti, qualunque corpo celeste dotato di massa provoca una deflessione dei raggi luminosi che passano nelle sue vicinanze per effetto della sua forza di attrazione gravitazionale. In caso di particolare allineamento tra sorgente luminosa, “lente gravitazionale” e osservatore, la luce della sorgente viene focalizzata, analogamente a quanto succede quando si utilizza una normale lente, e la sorgente ci appare molto più luminosa di quanto sia in realtà. Ed è stato proprio grazie a questo fenomeno che Herschel è riuscito a scoprire le cinque galassie remote con osservazioni nelle onde submillimetriche.
“Si tratta di galassie nate in un ambiente pieno di gas e polvere che, come un alone di nebbia, attenuano il bagliore delle stelle che le compongono, rendendole invisibili agli strumenti ottici tradizionali” sottolinea Luigi Danese.
“Nell’ambito del progetto H-ATLAS (Herschel Astrophysical Terahertz Large Area Survey) – spiega Mattia Negrello, ricercatore all’Open University e coordinatore del team di ricerca – abbiamo testato un modo nuovo per individuare galassie la cui luce fosse amplificata per via gravitazionale. Un metodo più efficiente rispetto ad altri che si basano sull’utilizzo di radiotelescopi e telescopi ottici”. “Il modello alla base della ricerca – precisa Negrello, che ha conseguito il dottorato alla Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati di Trieste – è stato elaborato da un gruppo di astrofisici della Sissa in collaborazione con l’Inaf-Osservatorio Astronomico di Padova nel corso degli ultimi dieci anni. E i primi dati raccolti a bordo di Herschel dimostrano la validità di questo modello”.