In questa rappresentazione artistica si vede la formazione di un ammasso di galassie nell’Universo primordiale. Questa scena ricorda molto la galassia Tela di Ragno (Spiderweb in inglese; formalmente nota come MRC 1138-262), uno degli ammassi meglio studiati, e la zona circostante. Crediti: ESO/M. Kornmesser
Alcuni astronomi hanno usato il telescopio APEX (Atacama Pathfinder EXperiment) per sondare un enorme ammasso di galassie che si sta formando nell’Universo primordiale e hanno così scoperto che gran parte della formazione stellare avviene non solo nascosta dalla polvere, ma anche in luoghi inaspettati. Gli ammassi di galassie sono gli oggetti più grandi dell’Universo tenuti insieme dalla forza di gravità, ma il loro processo di formazione non è ancora ben compreso. La galassia Spiderweb (o Tela di Ragno; il nome ufficiale è MRC 1138-262) e i dintorni sono stati studiati per vent’anni, usando i telescopi dell’ESO e altri: si pensa che questo sia uno dei migliori esempi di proto-ammasso colto durante il processo di formazione, più di dieci miliardi di anni fa. Questa è la prima volta in cui è stato possibile completare un censimento della formazione stellare in un oggetto come questo.
Questa immagine mostra la veduta presa da APEX in luce submillimetrica della regione che circonda la galassia Tela di Ragno, un proto-ammasso di galassie dell’Universo primordiale intorno a una radiogalassia che contiene un buco nero supermassiccio. Alcune delle macchie di questa immagine corrispondono a galassie con alta formazione stellare nel protoammasso e non sono visibili nella banda ottica a causa dell’assorbimento dovuto alla polvere. I dettagli più deboli sono causati da artefatti della complessa procedura di elaborazione delle immagini di APEX. Crediti: ESO
La galassia Tela di Ragno contiene un buco nero supermassiccio ed è una potente sorgente di onde radio – cosa che ha portato gli astronomi a notarla per la prima volta. Questa regione è stata osservata intensivamente sin dalla metà degli anni 1990. Il redshift (e perciò la distanza) della radiogalassia MRC 1138-262 (la galassia Tela di Ragno) è sato misurato per la prima volta a La Silla. Helmut Dannerbauer (Università di Vienna, Austria) volevano sondare il lato oscuro della formazione stellare e scoprire quale frazione della formazione stellare in atto nell’ammasso della galassia Tela di Ragno sia nascosto alla vista dalla polvere. L’equipe ha usato la camera LABOCA sul telescopio APEX, in Cile, per raccogliere 40 ore di osservazioni dell’ammasso della Tela di Ragno a lunghezza d’onda millimetriche – onde sufficientemente lunghe per oltrepassare quasi ovunque la cortina di nubi di polvere. LABOCA ha un ampio campo di vista ed è perciò lo strumento perfetto per questa indagine. I dati LABOCA di APEX integrano i dati ottici e nel vicino infrarosso ottenuti dai telescopi dell’ESO. L’equipe ha usato anche un’immagine di 12 ore con il VLA per un’identificazione incrociata delle sorgenti LABOCA nelle immagini ottiche.
Carlos De Breuck (responsabile scientifico del progetto APEX all’ESO e co-autore di questo nuovo studio) ha sottolineato : «Questa è una delle osservazioni più profonde mai realizzate con APEX e spinge ai suoi limiti la tecnologia – così come la capacità di resistenza del personale che lavora al sito di APEX in alta quota, a 5050 metri sopra il livello del mare».
Le osservazioni con APEX hanno svelato che c’era un numero di sorgenti nell’area della Tela di Ragno circa quattro volte superiore alle zone circostanti di cielo. Confrontando con attenzione i nuovi dati con osservazioni complementari ad altre lunghezza d’onda sono stati in grado di confermare che molte di queste sorgenti erano alla stessa distanza dell’ammasso di galassie e dovevano perciò far parte dell’ammasso in formazione. Dannerbauer ha sottolineato: «Le nuove osservazioni con APEX aggiungono il pezzo finale necessario per un completo censimento di tutti gli abitanti di questa megalopoli stellare. Queste galassie sono viste durante il processo di formazione e così, un po’ come un cantiere sulla Terra, sono piene di polvere».
Questa immagine, ottenuta dal telescopio Hubble della NASA/ESA, mostra una visione d’insieme della regione che circonda la Galassia Tela di Ragno (appena a destra del centro) presa dallo strumento ACS. Crediti: NASA, ESA, G. Miley and R. Overzier (Leiden Observatory), and the ACS Science Team Acknowledgement: Davide De Martin (ESA/Hubble).
Ma una sorpresa attendeva l’equipe, quando ha osservato dove stesse avvenendo la nuova formazione stellare. Si aspettavano infatti di trovare queste regioni di formazione stellare nei grandi filamenti che collegano le galassie. Invece, l’hanno trovata concentrata per la maggior parte in una singola regione, che per di più non è nemmeno centrata sulla galassia Tela di Ragno nel proto-ammasso. Si pensa che queste galassie starburst con molta polvere si evolvano successivamente in galassie ellittiche come quelle che si vedono oggi negli ammassi di galassie vicini. «Volevamo trovare la formazione stellare nascosta nell’ammasso della Tela di Ragno – e ci siamo riusciti – ma nel farlo abbiamo trovato un altro mistero: non era dove ci aspettavamo! Questa megalopoli si sta sviluppando in modo asimmetrico», Dannerbauer ha concluso.
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