Un'antichissima galassia nana

[Scolari]

Grazie a una lente gravitazionale è stata individuata una lontana galassia le cui stelle erano già adulte 750 milioni di anni dopo il big bang.
Grazie ai dati forniti da due diversi telescopi spaziali, gli astronomi sono riusciti a determinare le caratteristiche di una delle galassie più distanti che si conoscano. Secondo gli studi presentati il 2 giugno al convegno di Denver dell'American Astronomical Society, il minuscolo oggetto, che ha soltanto una frazione delle dimensioni della nostra Via Lattea, conteneva stelle già mature appena 750 milioni di anni dopo il big bang. In effetti la galassia nana potrebbe essere una dei primi raggruppamenti organizzati di stelle ad essersi formata nel cosmo. I ricercatori hanno osservato la galassia usando una lente d'ingrandimento naturale. La potente gravità degli ammassi di galassie è infatti in grado di curvare lo spazio, amplificando e piegando la luce che proviene dagli oggetti più remoti in un processo chiamato "lente gravitazionale". A febbraio, un'immagine del telescopio spaziale Hubble aveva rivelato la galassia dietro a un grande ammasso chiamato Abell 2218. La gravità dell'ammasso aveva esteso la luce della galassia formando tre chiazze rosse e ingrandendo l'immagine di almeno 25 volte. Ora il telescopio a infrarossi Spitzer della NASA ha consentito di determinare le dimensioni della galassia e l'età delle sue stelle. Il rivelatore ha infatti individuato il calore della galassia, la radiazione che proviene dalle stelle già adulte. Un team guidato dall'astronomo Eiichi Egami dell'Università dell'Arizona ha usato il segnale per determinare che, quando l'universo aveva solo 750 milioni di anni, l'età delle stelle era già di 125-200 milioni di anni.

La galassia più lontana

Il telescopio VLT batte ogni record, individuando una galassia con redshift 10 distante dalla Terra più di 13 miliardi di anni luce.
Usando lo strumento ISAAC del Very Large Telescope (VLT) dell'European Southern Observatory (ESO) e sfruttando l'effetto di ingrandimento di una lente gravitazionale, un team di astronomi francesi e svizzeri ha scoperto diverse galassie fra le più remote mai osservate. Ulteriori studi spettroscopici su una di queste hanno provato che si tratta - finora - della galassia più distante a noi nota. Battezzata Abell 1835 IR1916, la galassia possiede un redshift di 10 ed è situata a circa 13.230 milioni di anni luce di distanza. Pertanto la osserviamo a un istante in cui l'universo aveva soltanto circa 470 milioni di anni, a malapena il 3 per cento della sua età attuale. Questa galassia primitiva sembra essere diecimila volte meno massiva della nostra, la Via Lattea. Potrebbe anche far parte della prima classe di oggetti che misero fine al "medioevo" dell'universo. La scoperta testimonia le potenzialità dei grandi telescopi terrestri nel dominio vicino all'infrarosso per l'esplorazione dell'universo primordiale.

Due antichi cluster galattici

Osservati con il telescopio spaziale Hubble due ammassi di galassie che risalgono alle prime fasi della vita dell'universo.
Lo studio di due cluster galattici molto distanti, effettuati mediante una combinazione dei più grandi telescopi ottici, radio e a raggi x, terrestri e spaziali, ha rivelato che sono composti da galassie che si sono formate relativamente presto nella storia dell'Universo. I due ammassi galattici sono rispettivamente il proto-cluster più distante mai scoperto e quello con la massa maggiore per la sua età. Gli astronomi hanno scoperto che, nove miliardi di anni fa, nell'universo giovane esistevano già galassie adulte. Il primo dei due cluster studiati, infatti, quello massivo (RDCS1252.9-2927), esisteva già quando l'universo aveva soltanto 5 miliardi di anni, vale a dire il 35 per cento della sua età attuale. Ciò dimostra che le galassie devono aver cominciato a formarsi appena dopo il big bang, un fatto confermato da altre osservazioni dello stesso gruppo internazionale di astronomi, che hanno scoperto tracce di galassie allo stato embrionale quando l'universo aveva soltanto 1,5 miliardi di anni. Queste galassie risiedono in un proto-cluster (TNJ1338-1942), un cluster galattico ancora in fase di sviluppo. Le osservazioni sono state fatte principalmente con l'Advanced Camera for rveys (ACS) a bordo del telescopio spaziale Hubble, e fanno parte di un tentativo coordinato di studiare la formazione e l'evoluzione dei cluster galattici in un arco di tempo molto lungo. L'ACS è stato costruito appositamente per studiare oggetti estremamente distanti. I risultati dei due studi sono stati pubblicati indipendentemente sul numero del 20 ottobre 2003 della rivista "Astrophysical Journal" (autore principale John Blakeslee della Johns Hopkins University di Baltimora), e sul numero del primo gennaio 2004 della rivista "Nature" (autore principale George Miley dell'osservatorio di Leiden, in Olanda).

Bolle magnetiche tra le galassie

Nel moto delle cavità del cluster Abell 2597 l'origine del magnetismo più volte osservato nel cosmo.
Che il campo magnetico possa aver avuto un ruolo nel processo di formazione dei cluster di galassie era finora solo un’ipotesi. Le osservazioni ottenute con il Chandra X-ray Observatory della NASA ora ne hanno fornito una conferma, permettendo anche di formulare un modello per l’origine di questo magnetismo. Analizzando i dati raccolti dal telescopio spaziale, è stato possibile evidenziare la presenza di una serie di enormi bolle cosmiche che possono contenere e trasportare i campi magnetici. Tali oggetti potrebbero aver avuto anche un ruolo chiave nella creazione di nuove stelle nelle galassie attuali così come negli stadi primordiali dell’Universo. "Pensiamo – ha spiegato Brian McNamara, astronomo della Ohio University che ha presentato i risultati della ricerca durante l’annuale convegno dell’American Astronomical Society – che il magnetismo presente in alcuni siti dell’universo, possa aver avuto un ruolo importante quanto la gravità nel definire la sua struttura complessiva”. Il sensibile telescopio a raggi X di Chandra ha infatti permesso di evidenziare nella radiazione X di molti cluster numerose cavità, create probabilmente da esplosioni di particelle molto energetiche, da cui provengono onde radio molto intense. Nel caso del cluster Abell 2597, distante dalla Terra un miliardo di anni luce, le cavità sono grandi come la Via Lattea ed emettono solo debolmente, mentre si allontanano dal centro del cluster come bolle di anidride carbonica che si dirigono verso la superficie di una bibita gassata. I dati suggeriscono ora che le cavità sono piene di campi magnetici, i quali si propagano nello spazio circostante quando le cavità scoppiano. Ciò potrebbe spiegare le intense forze magnetiche presenti nei cluster di galassie. Le “bolle” avrebbero inoltre un ruolo indiretto nella formazione di stelle: quando si allontanano dal centro i gas circostanti si raffreddano e la materia diventa più densa. Questa viene risucchiata da un buco nero molto massiccio al centro del cluster. Ciò scatena una esplosione di emissione radio che proietta materia nello spazio, dando origine, in opportune condizioni, a nuove stelle.

Lescienze

[Scolari]

Esistevano già 500 milioni di anni dopo il Big bang.

La loro scoperta è stata possibile grazie alle lenti gravitazionali e a un telescopio su un vulcano delle Hawaii.
PASADENA (California) - Un gruppo internazionale di astronomi ha avvistato una mezza dozzina di galassie la cui origine risalirebbe a 500 milioni di anni dopo la nascita dell'universo, che si stima abbia un età pari a 13,7 miliardi di anni. Si tratterebbe delle galassie più remote mai avvistate, poiché fino a oggi il più anziano sistema stellare noto si collocava a 750 milioni di anni dopo il Big bang. La luce di questi agglomerati stellari avrebbe viaggiato per 13,2 miliardi di anni luce (un anno luce è la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un anno, alla velocità di circa 300 mila chilometri al secondo) e la loro scoperta è stata possibile solo grazie all'osservazione di altre galassie, più giovani, e al cosiddetto fenomeno delle lenti gravitazionali che ha reso possibile un notevole potenziamento del segnale di queste antichissime stelle.

L'ANNUNCIO – Il gruppo che ha condotto l'indagine – guidato da Richard Ellis, astronomo del California Institute of Technology – si è servito di un telescopio, alto dieci metri, dell'osservatorio Keck, collocato sulla cima del vulcano Mauna Kea, nelle Hawaii. Tre anni di studio, e infine questa scoperta, che sarà presentata ufficialmente giovedì, nel corso di una conferenza presso la sede della Geological Society, a Londra.

FINE DEI TEMPI BUI – Non è ancora certo che tutti gli ammassi stellari rinvenuti siano tanto lontani, nello spazio e nel tempo. In ogni caso la scoperta aiuterà la comunità scientifica a saperne qualcosa di più in merito all'infanzia dell'universo (che a 500 milioni di anni dalla nascita, si era formato solo per il 4%, rispetto a quello che attualmente conosciamo). E sulle ragioni che hanno fatto accendere le prime stelle dopo il periodo iniziale di buio che caratterizzò questa infanzia.

Corriere della sera

[Scolari]

GLI ASTRONOMI che studiano le immagini realizzate dal telescopio Hubble hanno individuato un gruppo di galassie che ritengono le più antiche mai identificate. La scoperta suggerisce l'ipotesi che le prime stelle e galassie possano aver impiegato a formarsi più tempo di quanto si è sempre creduto. Cinque team di scienziati dello Space Telescope Science Institute hanno analizzato gli stessi dati concordando sul fatto che i 50 oggetti studiati sono con tutta probabilità antiche galassie e che la loro luce ci mette 13 miliardi di anni per raggiungere la Terra, il che significa che hanno un'età pari a circa il 95 per cento di quella dell'universo.

Gli scienziati hanno analizzato le modalità con cui questi corpi celesti hanno letteralmente "spazzato via" la relativamente densa nebbia di gas lasciata dal Big Bang, in un processo denominato ri-ionizzazione. Le enormi stelle di queste prime galassie hanno infatti generato intense radiazioni, diradando la foschia primordiale di elettroni di idrogeno. Tale processo ha consentito ai primi raggi di luce visibile di viaggiare attraverso il cosmo. Le galassie osservate, però, sono molto poche e quindi non in grado di generare la mole di energia teoricamente necessaria alla ri-ionizzazione, il che suggerisce l'ipotesi che le galassie possano essersi formate più lentamente di quanto creduto finora. «La ri-ionizzazione è una fase cruciale dell'evoluzione dell'universo», spiega Massimo Stiavelli, coordinatore dei team di ricerca Stsi. «Questa è una delle scoperte più importanti mai fatte finora».

Le immagini del progetto Hubble Ultra Deep Field, pubblicate a marzo di quest'anno, sono state realizzate dall'Advanced Camera for rveys di Hubble nel corso di 412 orbite intorno alla Terra. Si tratta delle prime riprese indicative di attività galattica. Secondo il team di Stiavelli, le prime galassie erano composte da stelle che contenevano una minore percentuale di metallo rispetto a quelle attuali. Con meno metallo per assorbire il calore, tali astri risultavano quindi più caldi e luminosi, e quindi, a detta di Stiavelli, avevano abbastanza energia per indurre la ri-ionizzazione. Ma i dati studiati finora sono troppo pochi per trarre conclusioni definitive. «È come provare a descrivere un iceberg vedendone solo la cima».

:: Enel Magazine::

[Scolari]

Denominata I Zwicky 18, la galassia dovrebbe avere un'età di 500 milioni di anni pari al periodo quando sulla Terra le prime forme complesse di vita biologica stavano formandosi.

La Via Lattea, per contro, ha invece un'età di circa 12 miliardi di anni, 20 volte più vecchia, che è tipica della maggior parte delle galassie che si osservano nell'Universo.

Le immagini di Hubble ci permettono per la prima volta di osservare un sistema galattico così giovane e di studiare come le galassie primordiali dovevano apparire nelle prime fasi evolutive dell'Universo.

La galassia appartiene al catalogo di Zwicky, caratterizzato da circa 30000 oggetti, che l'astronomo svizzero realizzò negli anni Trenta fotografando l'emisfero nord.

Anche se gli astronomi hanno da sempre considerato questo oggetto come il più giovane dell'insieme, grazie all'analisi dei dati della sua composizione chimica primordiale, la superba sensibilità del telescopio spaziale Hubble ha permesso agli astronomi di fare un censimento, per così dire, dell'intera popolazione stellare della giovane galassia.

Questo ha permesso di identificare le stelle più vecchie e perciò di porre un limite superiore all'età della galassia.

La giovane galassia sembra esistere in una sorta di stato embrionale avvolta da una nube di gas, a bassa temperatura, formata da idrogeno ed elio.

Rispetto ad altre galassie, sembra che qui non sia cominciata la fase di formazione stellare quasi per tutto il corso della storia evolutiva dell'Universo, che dura da circa 13 miliardi di anni, ed è come se fosse avvenuta una fase esplosiva e violenta (sturburst) negli ultimi 500 milioni di anni.

La galassia I Zwicky 18 si trova a circa 45 milioni di anni luce e rappresenta una sorta di laboratorio spazio temporale dove studiare in dettaglio i mattoni fondamentali che portano alla formazione delle galassie.

Rimane ancora un enigma il perchè il gas nella galassia nana, a differenza di quello presente nelle altre galassie, abbia impiegato un così lungo tempo, quasi l'intera storia dell'Universo, a collassare sotto l'influenza della gravità per dar luogo alla formazione delle stelle.

Le galassie più grandi, come la Via Lattea, si ritiene si formino per via gerarchica, cioè galassie più piccole interagiscono per formare galassie più grandi.

I Zwicky 18 è il prototipo di questa popolazione antica di galassie nane.

Queste galassie, essendo molto piccole, sono deboli e difficili da osservare per essere studiate in dettaglio ma grazie al potere esplorativo e alla sensibilità del telescopio spaziale Hubble tutto ciò è stato possibile.

Infine, una chiara evidenza osservativa è che il gas interstellare nella galassia di Zwicky è rimasto "quasi inalterato" ed è composto principalmente da idrogeno ed elio, cioè dai due elementi più abbondanti che si sono formati duranti i primi minuti di vita dell'Universo dopo il Big-Bang.

Naturalmente, esistono altri elementi in modo sporadico, come il carbonio, l'azoto, l'ossigeno, che sono stati creati in seguito all'evoluzione stellare e questo indica un chiaro segno della mancanza di elementi pesanti e perciò della mancanza di formazione stellare che è avvenuta solo di recente nella storia evolutiva della galassia.

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