Il “serpente cosmico” è l’immagine multipla di una galassia distante prodotta da un potente effetto di lente gravitazionale. Crediti: Antonio Cava / Università di Ginevra
Possibile che, in un lontano passato, l’universo fosse regolato da leggi diverse o, quanto meno, vi fossero condizioni fisiche di formazione stellare differenti dalle attuali? Questo è ciò che lasciavano supporre alcune osservazioni di galassie molto distanti effettuate dal Telescopio spaziale Hubble: osservazioni che rivelavano la presenza di gigantesche regioni di formazione stellare, agglomerati di gas e stelle che raggiungevano dimensioni fino un migliaio di volte maggiori rispetto a quelle osservate nell’universo vicino. Per di più, questi mega incubatori cosmici sembravano essere onnipresenti nelle galassie presenti agli albori dell’universo.
Un nuovo studio, condotto principalmente da enti di ricerca svizzeri e pubblicato su Nature Astronomy, ha ora riportato questo dilemma a dimensioni più accettabili. Il tutto grazie a un “trucco”, messo in opera dal cosmo stesso, che ha fornito ai ricercatori un vero e proprio telescopio gravitazionale. Vediamo come.
Una delle branche più consolidate dell’astrofisica è quella che studia la formazione stellare, ovvero i meccanismi che regolano – nella nostra come nelle altre galassie – il collasso gravitazionale di grandi nubi di molecole interstellari e la conseguente accensione dei singoli astri all’interno di grandi ammassi stellari. Tuttavia, come si è accennato, osservazioni di galassie nell’universo primordiale, molto lontane nel tempo e nello spazio, hanno fatto vacillare le sicurezze acquisite. Sembrava infatti che la dimensione e la massa di questi remoti vivai stellari sopravanzassero largamente quella delle loro controparti nell’universo “locale”.
La distanza che ci separa da questi oggetti impedisce la loro osservazione dettagliata, ma nel nuovo studio gli astronomi hanno sfruttato l’ingrandimento fornito dall’effetto lente gravitazionale, per il quale un oggetto estremamente massiccio è in grado di deviare con il suo campo gravitazionale il percorso della luce proveniente da una galassia più distante che si trova dietro di esso.
Nel caso specifico gli astronomi hanno puntato il Telescopio spaziale Hubble verso un’enorme lente gravitazionale, che genera diverse immagini deformate della galassia retrostante, allineate e quasi sovrapposte a disegnare nel cielo un cosiddetto serpente cosmico.
Antonio Cava. Crediti: Università di Ginevra
«L’immagine amplificata è molto più precisa e luminosa», spiega Antonio Cava del Dipartimento di astronomia dell’Università di Ginevra, «e permette di osservare dettagli fino a cento volte più piccoli».
Il fatto che l’immagine della galassia lontana sia ripetuta ben cinque volte a diverse risoluzioni spaziali ha permesso, per la prima volta, di eseguire un confronto diretto per stabilire la struttura intrinseca e le dimensioni delle regioni di formazione stellare.
I ricercatori hanno scoperto che gli agglomerati di gas e stelle distanti non sono in realtà così grandi e massicci, come suggerito da precedenti osservazioni di Hubble, ma che sono intrinsecamente più piccoli oppure composti da molteplici componenti più piccoli non risolti: un’evidenza che non era stato finora possibile dimostrare direttamente.
Sebbene non vengano completamente spiegate alcune differenze osservate rispetto alle galassie locali, la scoperta rappresenta un passo importante verso la comprensione dei meccanismi fondamentali che guidano la formazione stellare nelle galassie lontane.
«Abbiamo ridotto le differenze tra ciò che osserviamo nell’universo vicino e in galassie lontane da un fattore 1000 a un fattore 10», sottolinea il co-autore Daniel Schaerer dell’Osservatorio di Ginevra. Inoltre, conclude il ricercatore, la notevole convergenza di queste osservazioni con le più aggiornate simulazioni al computer suggerisce che le differenze restanti possano spiegarsi con la natura più turbolenta delle galassie più antiche.
Per saperne di più:
- Leggi l’articolo pubblicato su Nature Astronomy “The nature of giant clumps in distant galaxies probed by anatomy of the Cosmic Snake”, di Antonio Cava, Daniel Schaerer, Johan Richard, Pablo G. P´erez-Gonz´alez, Miroslava Dessauges-Zavadsky, Lucio Mayer & Valentina Tamburello