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Hubble cattura la più piccola e la più debole tra tutte le ‘galassie primordiali’ finora osservate

Grazie ad una serie di osservazioni realizzate con il telescopio spaziale Hubble, gli astronomi hanno effettuato ciò che potrebbe essere considerata la misura più affidabile della distanza di un oggetto presente durante le fasi primordiali della storia cosmica.  Stiamo parlando di una galassia ‘infante’, una delle più deboli, più piccole e più lontane mai osservate le cui misure sono state rese possibili grazie al fenomeno della lente gravitazionale dovuta alla deformazione dello spaziotempo che viene creata da giganteschi gruppi o ammassi di galassie. I risultati di questo studio sono stati pubblicati sull’edizione online di Astrophysical Journal Letters.

L’ammasso di galassie Abell 2744 con le tre immagini della galassia distante. Credit: NASA, ESA, A. Zitrin (California Institute of Technology, USA)

Gli astronomi utilizzano spesso la tecnica della lente gravitazionale per identificare le galassie distanti. Tuttavia, quando si tratta di esplorare l’Universo primordiale, le misure della distanza possono diventare imprecise in quanto gli oggetti sono molto deboli. Il potere di ingrandimento della lente gravitazionale creata, in questo caso, dall’ammasso di galassie Abell 2744, noto anche come Pandora Cluster, ha permesso di focalizzare la luce di una galassia estremamente debole, facendola apparire circa 10 volte più luminosa, permettendo così agli astronomi di rivelarla. L’effetto della lente gravitazionale ha prodotto tre immagini ingrandite della galassia in questione. L’analisi dello spettro ha permesso poi di stimare la sua distanza in termini di redshift, trovando un valore di 10, quasi un record, che si traduce in un tempo pari a circa 13 miliardi di anni impiegato dalla luce per raggiungere i nostri strumenti. Tuttavia, spesso questa tecnica risulta difficile da applicare soprattutto quando abbiamo a che fare con oggetti estremamente deboli e distanti, perciò i risultati possono essere imprecisi, fuorvianti e, in certi casi, completamente sbagliati. Per essere allora sicuri che le misure fossero attendibili, i ricercatori hanno analizzato le altre immagini prodotte dalla lente gravitazionale, confermando che l’oggetto si trova effettivamente a z=10. La galassia appare come una piccola ‘macchia’ le cui dimensioni sono equivalenti ad una frazione minima di quelle della nostra galassia, e la stiamo osservando all’epoca in cui l’Universo aveva appena 500 milioni di anni, circa il 3 per cento della sua età attuale, che è di 13,8 miliardi di anni. Anche se sono stati già identificati una decina di altri oggetti primordiali, gli astronomi ritengono che questa galassia sia significativamente più piccola e più debole rispetto a tutti gli altri oggetti finora studiati. I dati suggeriscono che la galassia si estende per 850 anni-luce (ricordiamo che la Via Lattea ha un ‘diametro’ di 100.000 anni-luce), che la sua massa è pari a 40 milioni di masse solari e che il tasso di formazione stellare è di una stella ogni 3 anni (circa 1/3 della quantità di stelle che si formano nella Via Lattea) il che implica che la galassia è abbastanza prolifica ed in rapida evoluzione. Gli astronomi hanno a lungo dibattuto sul fatto che le ‘galassie primordiali’ possano aver prodotto abbastanza radiazione da ‘riscaldare’, per così dire, l’idrogeno che a causa dell’espansione cosmica si è ‘raffreddato’ subito dopo il Big Bang. Questo processo, chiamato reionizzazione, ha reso l’Universo trasparente alla luce e ciò ha permesso di guardare indietro nel tempo senza essere ostacolati da una ‘fitta nebbia di idrogeno freddo’.

HST: Probing the past
STScI: Hubble Finds Extremely Distant Galaxy through Cosmic Magnifying Glass
arXiv: A GEOMETRICALLY SUPPORTED z ~ 10 CANDIDATE MULTIPLY IMAGED BY THE HUBBLE FRONTIER FIELDS CLUSTER A2744