Ricostruzione al computer del flusso di gas freddo mentre scorre verso una galassia. Crediti: MPIA (G. Stinson / A. V. Macciò)
Si tratta bene, la galassia Q1442-MD50. Dovendo assumere generose porzioni d’idrogeno per alimentare il suo vorticoso processo di formazione stellare, non s’accontenta – com’è invece costretta a fare la maggior parte delle sue compagne – di trangugiare il comune gas riciclato disponibile nel mezzo intergalattico. Per lei, solo idrogeno purissimo (o meglio, il suo isotopo deuterio). E non avrà il retrogusto degli anni perduti della bottiglia di Dom Pérignon riesumata dai protagonisti di Fandango, quell’idrogeno, ma il brindisi alla giovinezza – «A quello che siamo e a quello che eravamo» – potrebbe a ragione essere lo stesso. Proviene infatti dritto dritto dalla sorgente per antonomasia: i primissimi minuti dopo il Big Bang.
Un gas che più primordiale non si potrebbe, che come una rete di ruscelli d’alta montagna scorre gelido verso la galassia lungo una rete di canali cosmici. Niente che non fosse già stato ampiamente previsto dai modelli, anzi. Il fenomeno era già noto e in buona misura anche già osservato. Ma questa è la prima volta in cui viene compiuta un’osservazione nella quale “tutto si tiene”, dice Neil Crighton, del Max Planck Institute for Astronomy (ora alla Swinburne University, a Melbourne), primo autore dello studio appena pubblicato su Astrophysical Journal Letters. «Nella galassia è in corso un processo di formazione stellare vigoroso, e le proprietà del gas mostrano chiaramente che si tratta di materiale incontaminato, un residuo dell’universo primordiale, appena poco dopo il Big Bang».
La presenza di neutroni nei nuclei degli atomi d’idrogeno che formano il gas osservato, in effetti, è un ottimo indicatore dell’antichità di quel gas: il deuterio, per quanto sia un isotopo stabile, è troppo fragile per sopravvivere alle reazioni nucleari in atto nei nuclei delle stelle, dove vengono sintetizzati gli elementi più pesanti. La sua sintesi risale a un’altra epoca: quella, appunto, del Big Bang. Rilevarne la presenza, però, è tutt’altro che semplice, perché il gas d’accrescimento attorno alle galassie è troppo rarefatto per emettere una quantità di radiazione sufficiente a tracciarne il profilo.
A fare la differenza, questa volta, è stato un quasar. Gli astronomi hanno infatti scelto come obiettivo la galassia Q1442-MD50 non solo per la sua antichità (dista da noi 11 miliardi di anni luce) e per l’elevato tasso di formazione stellare (all’epoca era 100 volte superiore a quello attuale), ma anche – e soprattutto – per una fortunata coincidenza di geometria cosmica: esattamente alle sue spalle, e dunque ancor più lontano nello spazio e nel tempo, abita (prendete una matita…) QSO J1444535+291905. Un quasar. Dunque, uno tra i “fari” più potenti dell’universo.
Retroilluminato dalla luce del quasar, il gas che alimenta la galassia è così diventato perfettamente visibile ai quattro occhi di tre fra i più grandi telescopi terrestri – la coppia del Keck e il binocolo del Large Binocular Telescope (quest’ultimo, vale la pena ricordarlo, per un quarto italiano, dell’INAF). Visibile e, quel che più conta, univocamente identificabile. Questo perché la luce del quasar non attraversa indenne il gas: una parte ne viene assorbita, dando luogo a righe d’assorbimento nello spettro luminoso. Righe che, come le linee d’un codice a barre, etichettano al di là d’ogni dubbio l’elemento che ne è responsabile: in questo caso, per l’appunto, il deuterio. Invecchiato di quasi 14 miliardi di anni.
Per saperne di più:
- Leggi su Astrophysical Journal Letters l’articolo “Metal-Poor, Cool Gas in the Circumgalactic Medium of a z = 2.4 Star-Forming Galaxy: Direct Evidence for Cold Accretion?”, di Neil H. M. Crighton, Joseph F. Hennawi e J. Xavier Prochaska