Una mappa dell’emissione della riga a 21 centimetri dell’idrogeno atomico (HI) (mostrata come nebbia rossa) nelle vicinanze del Quintetto di Stephan, un famoso gruppo compatto di galassie scoperto nel 1887, sovrapposta a un’immagine ottica a colori profonda. Crediti: Nasa, Esa, Csa e StScI
Il gas atomico è il materiale fondamentale da cui si sono formate tutte le galassie, la cui evoluzione principalmente non è altro che un processo di accrescimento di tale gas dal mezzo intergalattico, poi convertito in stelle. Per questo motivo, l’osservazione e l’esplorazione del gas atomico dentro e intorno alle galassie è cruciale per lo studio della formazione delle galassie e dei modelli di evoluzione.
Il metodo più diretto per esplorare il gas atomico consiste nell’osservazione dell’emissione della riga a 21 centimetri dell’idrogeno neutro, nella banda radio.
Di recente, utilizzando il ricevitore a 19 beam del Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope (Fast), un team internazionale guidato da Xu Cong del National Astronomical Observatories of the Chinese Academy of Sciences (Naoc) ha effettuato osservazioni per mappare in profondità l’emissione a 21 centimetri in una regione intorno a un famoso gruppo compatto di galassie: il Quintetto di Stephan. I ricercatori hanno così scoperto una struttura di gas atomico molto estesa, con una lunghezza di circa 2 milioni di anni luce, ossia circa 20 volte la dimensione della Via Lattea. La scoperta è stata recentemente pubblicata su Nature.
Fast è attualmente il radiotelescopio a specchio pieno più grande e sensibile al mondo e il suo ricevitore a 19 beam rappresenta la più grande schiera di illuminatori in banda L per osservazioni della riga a 21 centimetri. La messa in servizio di questo ricevitore ha aperto una nuova finestra sul gas atomico nell’universo, in particolare per quello diffuso a bassa densità, lontano dalle galassie.
«Questa è la più grande struttura di gas atomico mai trovata attorno a un gruppo di galassie», riporta Xu. Le osservazioni hanno raggiunto una sensibilità di 1σ = 4,2 × 1016 cm-2 per canale (Δv = 20 chilometri al secondo e risoluzione angolare di circa 4′) e sono a oggi le osservazioni più sensibili dell’emissione di righe a 21 centimetri di idrogeno atomico a questa risoluzione angolare.
Sin dalla sua scoperta da parte dell’astronomo francese Edouard Stephan nel 1877, il Quintetto di Stephan ha continuato a presentare enigmi relativi alla complessa rete di interazioni galassia-galassia e galassia-mezzo intragruppo. Le nuove osservazioni mostrano che su larga scala esiste gas diffuso e a bassa densità molto lontano dal centro del gruppo stesso ed è probabile che sia lì da circa un miliardo di anni. Tali osservazioni sfidano l’attuale teoria della formazione ed evoluzione di gruppi di galassie, poiché non è affatto chiaro come il gas atomico a bassa densità possa sopravvivere, su una scala temporale così lunga, alla ionizzazione da parte del fondo ultravioletto intergalattico.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature l’articolo “A 0.6 Mpc H I structure associated with Stephan’s Quintet” di C. K. Xu, C. Cheng, P. N. Appleton, P.-A. Duc, Y. Gao, N.-Y. Tang, M. Yun, Y. S. Dai, J.-S. Huang, U. Lisenfeld e F. Renaud