Grazie ad una collaborazione internazionale, di cui fanno parte anche alcuni ricercatori dell’Inaf, è stato individuato un particolare tipo di polvere interstellare, conosciuto perché presente anche nella Via Lattea, in una galassia distante undici miliardi di anni luce dalla Terra. La scoperta è stata possibile grazie alle osservazioni fatte dal Neil Gehrel Swift Observatory della Nasa lo scorso 28 marzo.
Le galassie sono strutture complesse, formate da stelle, gas, polvere e materia oscura. La polvere interstellare è formata da piccoli granelli di carbonio, silicio, ferro, alluminio e altri elementi pesanti. Nella Via Lattea è presente un alto contenuto di polvere formata da composti del carbonio che è stata vista essere molto rara nelle altre galassie. Anche se la polvere interstellare rappresenta solo una parte della totalità della materia presente in una galassia, ha un ruolo importante nella formazione e nell’evoluzione di questa; nonché nella formazione delle stelle e in come la luce emessa da queste fugge dalle galassie. Infatti, i granelli di polvere interstellare possono sia assorbire che emettere luce.
Come hanno fatto quindi i ricercatori, sulla base delle osservazioni compiute dal satellite Swift, il cui compito è quello di rintracciare i raggi gamma emessi dalle stelle morenti, a individuare un particolare tipo di polvere interstellare in una galassia a una distanza così elevata? Proprio grazie alla intensissima radiazione di un lampo di raggi gamma (Grb) prodotto a seguito dell’esplosione di una stella massiccia al termine del suo ciclo evolutivo. Usando questa radiazione come una eccezionale lampadina che ha illuminato la polvere presente nella galassia ospite, gli astronomi sono riusciti, dall’analisi di quella luce, a individuare in essa le “impronte digitali” degli elementi chimici che costituiscono proprio la polvere attraversata.
Spettro di luce emesso da GRB180325A osservato dal Nordic Optical Telescope a La Palma e con X-Shooter al telescopio Vlt dell’Eso. Dallo spettro si può vedere l’avvallamento intorno ai 7000 Å. Nel riquadro in alto a sinistra è riportato l’andamento dell’assorbimento della luce da parte della polvere presente nella VIa Lattea
Se si osserva lo spettro emesso dal lampo di raggi gamma denominato GRB180325A, si vede che questo particolare tipo di polvere formata da composti del carbonio, viene registrata nelle misurazioni come un tipico avvallamento, dal profilo molto simile a quello registrato dalla polvere presente nella Via Lattea.
Le osservazioni di supporto a quelle di Swift condotte dal Nord Optical Telescope (Not) a La Palma hanno poi mostrato che una stella era esplosa in una galassia con un redshift pari 2.25, il che vuol dire che la luce aveva viaggiato approssimativamente per undici miliardi di anni. Lo stesso team di ricercatori ha poi osservato gli stessi lampi di raggi gamma con X-Shooter, spettrografo del Vlt dell’Eso in Cile. Complessivamente tra Not e Vlt sono stati registrati quattro spettri della luce proveniente da GRB180325Aa, tutti con una chiara evidenza della presenza di questo specifico tipo di polvere interstellare.
«I nostri spettri mostrano che la presenza di carbonio atomico sembra essere un requisito della polvere che causa questo tipo di avvallamenti», così ha detto Kasper Heintz tra gli autori dello studio che ha collaborato con il Niels Bohr Institute dell’Università di Copenhagen e ora studente di dottorato presso l‘Università d’Islanda.
Grazie quindi alla collaborazione tra osservatori «osservazioni future di questo tipo ci permetteranno di scoprire altre galassie che presentano questo tipo di avvallamenti e quindi condurre a un studio più sistematico delle similitudini e delle differenze nella composizione della polvere interstellare attraverso la storia dell’Universo e nelle galassie con diverse proprietà» ha concluso Tayyaba Zafar anche lei tra gli autori dello studio, ricercatrice presso l’Anglo Australian Observatory in Australia.
Correzione del 13.07.2018: il valore di redshift è 2.25, e non 2.55 come erroneamente indicato in precedenza
Per saperne di più:
- Leggi il preprint dell’articolo “The 2175 Å extinction feature in the optical afterglow spectrum of GRB 180325A at z=2.25“, di T.Zafar, K. E. Heintz, J. P. U. Fynbo, D. Malesani, J. Bolmer, C. Ledoux, M. Arabsalmani, L. Kaper, S. Campana, R. L. C. Starling, J. Selsing, D. A. Kann, A. de Ugarte Postigo, T. Schweyer, L. Christensen, P. Møller, J. Japelj, D. Perley, N. R. Tanvir, P. D’Avanzo, D. H. Hartmann, J. Hjorth, S. Covino, B. Sbarufatti, P. Jakobsson, L. Izzo, R. Salvaterra, V. D’Elia, D. Xu