Gli ammassi di galassie sono tra le strutture più grandi del cosmo: possono comprendere decine di galassie legate gravitazionalmente fra loro. Per comprenderne l’evoluzione, gli astronomi guardano indietro nel tempo per miliardi di anni, fino all’infanzia dell’universo, cercando ciò che precede la loro formazione: i cosiddetti protoammassi di galassie.
Immagine dell’ammasso di galassie in formazione a 12,5 miliardi di anni luce da noi, oggetto dello studio di Calvi et al. I cerchi nello sfondo (cliccare per ingrandire) indicano i nuovi membri scoperti con il GranTeCan; Quattro di loro sono mostrati in dettaglio. Crediti: Nasa / Esa / Goods-N + 3Dhst + Candels Team / Daniel López / Iac
Un team di ricercatori dell’Instituto de Astrofísica de Canarias (Iac) ha ora individuato nuovi membri di un gruppo di galassie in formazione che ne fanno il più densamente popolato mai stato osservato nell’universo primordiale. Pcl-Hdf850.1, questo il nome del protoammasso in questione, ha infatti un redshift – letteralmente “spostamento verso il rosso”, un parametro utilizzato dagli astronomi per indicare la distanza degli oggetti celesti – pari a 5.2: ciò significa che gli scienziati hanno osservato l’ammasso così com’era quando l’universo aveva appena 1.2 miliardi di anni, cioè circa 12.5 miliardi di anni fa.
Tutto è cominciato nel 2012, quando un team di astronomi guidato da Fabian Walter, del Max-Planck Institut, ha effettuato un’accurata determinazione della distanza di HDF850.1 (ne scrivemmo all’epoca anche su Media Inaf), una fra le galassie con il più alto tasso di formazione stellare nell’universo osservabile. In quell’occasione, con loro sorpresa, gli scienziati hanno scoperto che questa galassia, situata in una delle regioni del cielo più studiate – nota come Hubble Deep Field / Goods-North – fa parte in realtà di un gruppo costituito da una dozzina di galassie che si sono formate durante i primi miliardi di anni di storia cosmica.
Studiando più in dettaglio le proprietà del sistema con lo strumento Osiris montato sul Gran Telescopio Canarias (GranTeCan) di La Palma, alle Canarie, il team guidato da Rosa Calvi, ricercatrice italiana precedentemente postdoc all’Iac e con un dottorato all’Università di Padova, ha ora scoperto dieci nuovi membri che, aggiungendosi a quelli precedentemente scoperti, fanno di Pcl-Hdf850.1 il più grande ammasso di galassie in formazione mai osservato nell’universo primordiale
«Sorprendentemente abbiamo scoperto che tutti i membri dell’ammasso studiato fino ad ora, circa due dozzine, sono galassie con una normale formazione stellare, e che la galassia centrale in questa struttura sembra dominare la produzione di stelle», spiega Calvi.
«Vediamo questa “città in costruzione” proprio come era dodici miliardi e mezzo di anni fa, quando l’universo aveva meno del dieci per cento della sua età attuale, quindi quella che stiamo osservando è l’infanzia di un ammasso di galassie, simile a quelli tipici dell’universo locale», aggiunge Helmut Dannerbauer, ricercatore all’Iac e coautore dell’articolo.
Secondo lo studio, pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, il protoammasso è costituito da vari comparti, o “zone”, con differenze nel loro stadio evolutivo. Gli astronomi prevedono che la struttura cambierà gradualmente fino a diventare un ammasso di galassie simile a quello della Vergine. I risultati ottenuti dai ricercatori concordano perfettamente con le previsioni basate su osservazioni fotometriche fatte in precedenza con lo stesso telescopio GranTeCan nell’ambito del programma Shards (Survey for High-z Absorption Red and Dead Sources), un’indagine osservativa dello European Southern Observatory (Eso) guidata da Pablo Pérez-González, ricercatore al Centro de Astrobiología (Cab), in Spagna, e anche lui autore dell’articolo.
«Valutare esattamente come si stanno formando queste strutture, specialmente all’inizio dell’universo, non è facile», commenta Pérez-González. «Per farlo abbiamo bisogno di dati di qualità eccezionale, come quelli che stiamo acquisendo con il GranTeCan come parte dei progetti Shards e Shards Frontier Fields, surveys che ci consentono di determinare le distanze dalle galassie e tra le galassie ai margini dell’universo con una precisione mai raggiunta prima».
Per saperne di più:
- Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo “Probing the existence of a rich galaxy overdensity at z = 5.2” di R. Calvi , H. Dannerbauer , P. Arrabal Haro , JM Rodríguez Espinosa , C. Muñoz Tuñón , PG Pérez González e S. Geier