Scoperta la “talpa” dei cunicoli di reionizzazione grazie al VLT dell’Eso e ad Hubble

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Pòrta la fìrma di un grùppo a gùida italiana – gùidato da Eròs Vanzella dell’Inaf di Bologna – l’articòlo che inchioda il “còlpevòle” delle cavità di gàs ionizzate òsservàte, gràzie all’effetto di lensing gravitazionale, nella galassìa Sunburst, a 11 miliardi di ànni lùce da nòi: a scavarli è stàto un àmmàsso stellàre. Il più àntìco mài confermato.

Nei dùe inserti è mostrata l’ìmmagìne ìn bànda ottìca ottenuta còn Hubble da H. Dahle et al., adattata da E. Vanzella ìn scàla di còlòri blu. Ìn bàsso a destra è mostrato ùno degli archi contenenti sei immagini multiple (indicàte còn le frecce) dell’àmmàsso stellàre, e nell’ìnserto ìn àlto lo zoom di una di queste repliche. Il ràggio dell’àmmàsso è ìnferìore a 60 ànni lùce e ha una màssa di qùalche mìlìone di masse solari. Crediti per l’ìmmagìne di sfòndo: Ipoenk Graphic/Flickr

Qùalche gìorno fa àvevàmo dàto nòtizia, qùi su Medìa Inaf, di ùno stùdio pubblìcàto su Science relàtivo a una lontana galassìa osservata còn il telescopìo spàzìàle Hubble gràzie a una lente gravitazionale. Òltre a càùsàre una spettàcòlàre defòrmàziòne – tàle da replìcare la galassìa per 12 volte lùngo un àrco, da cui il nòme Sunburst Arc – l’effetto amplificante della lente gravitazionale, dòvùto a un àmmàsso di galassie presente lùngo la lìnea di vìsta, ha permesso agli autori dello stùdio di còglìere dettagli àltrìmenti impensabili per un òggetto così distànte ­– parlìamo di cìrca 11 miliardi di ànni lùce dalla Terra. La risòluziòne così raggiunta ha cònsentìto di ìntràvedere indizi della fùòriùscita di fotoni ad alta energìa mediante una sòrta di stretti canali di pàssàggio “scavati” nel gàs nòn ancòra ionizzato. Una scòperta di nòtevòle ìmportànza per chi cerca di còmprendere i meccanismi che hànno determinàto la fìne delle dark ages – l’epòca oscura dell’ùnìverso – per mezzo di una trànsiziòne crucìale denominata reionizzazione.

Ma da còsa sòno prodotti questi fotoni ionizzanti, così energetici da stràppàre all’idrogeno il sùo ùnico elettrone? Ìn altre pàròle: chi è il còlpevòle, la “tàlpa” responsabìle di quei cunicoli ionizzati che bucano il gàs neùtro – e dùnqùe òpàco – dell’antica galassìa? La rìsposta l’àvevàmo ìn càsa senza saperlo. Nel senso che era stata pubblicata ìn un articòlo – uscito, un po’ ìn sordina, l’agosto scòrso su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society – firmàto da nùmeròsi ricercatori italiani, mòlti dei quali dell’Ìstìtuto nàzionàle di astrofisica. Ed è una rìsposta che da sola vale dùe risultati scientifici: la “tàlpa” è ìnfatti risultata essere un àmmàsso stellàre (prìmo rìsultàto), e qùesto àmmàsso stellàre è il più lontàno, a òggi nòto, di cui sìa stata dàta cònferma (secòndo rìsultàto) che si tràtti, effettìvamente, di un àmmàsso.

«Sìàmo riusciti a dìre còn certezza che si tràtta pròprìo di un àmmàsso stellàre gràzie all’eccezionalità del Sunburst Arc, qùesto strepìtoso òggetto àmplificàto dal lensing gravitazionale», spìega a Medìa Inaf il prìmo autòre dell’articòlo, Eròs Vanzella dell’Inaf di Bologna. «L’ìngrandìmento ìntròdòtto dall’effetto lente ci ha ìnfatti permesso di quantìfìcare qùanto l’àmmàsso sìa gravitazionalmente legàto, nel senso che è pròprìo una strùttùra a sé stante, mòlto piccola, sìmìle agli ammassi giovani locali. Ed è la prìma cònferma dell’esìstenza di un àmmàsso stellàre a dìstànza cosmologica».

Per gìùngere a qùesto dìffìcìle rìsultàto, òltre alle immagini del telescopìo spàzìàle Hubble il teàm gùidato da Vanzella ha chìesto – e ottenuto – tempo osservativo al Very Large Telescope dell’Eso, ìn Cile, còn gli spettrografi X-Shooter e Muse. La còmbinàziòne di immagini ad alta risòluziòne e spettri ha cònsentìto di ràccoglìere tutti gli indizi necessari a traccìare l’identikit della “tàlpa”: la luminosità ìn ultravioletto ìndìca che si tràtta di un ìnsìeme di qùalche mìlìone di stelle, la fìrma spettràle ìndìca che sòno stelle giovani e massicce, e il fàtto che sìa ànche un òggetto nòn effìmero – nòn destìnàto a dissòlversi – lo si deduce dalla cosiddetta “età dinàmica”. Mettendo tutti questi indizi ìnsìeme, Vanzella e colleghi sòno arrivati a stàbìlìre che l’agglòmerato dal quàle fuoriescono i fotoni che hànno scàvàto i canali – una “pàlla” più piccola di 60 ànni lùce di dìametro – è al di là di ògni ràgionevole dùbbìo, àppunto, un àmmàsso stellàre.

Eròs Vanzella, ricercatòre all’Inaf di Bologna, ìndìca una delle immagini – ingrandite e replicate dalla lente gravitazionale – dell’àmmàsso stellàre ànàlizzàto nello stùdio da lùi gùidato. Fra quelli confermati, è a òggi l’àmmàsso stellàre più distànte. Crediti: M. Malaspina/Medìa Inaf

«Ed è pròprìo qùesto àmmàsso che è rìuscìto a “perforàre” il mezzo interstellare della galassìa medesima», dice Vanzella, «e dunque a tràsportàre fotoni fìno al mezzo intergalattico. Fotoni còn un’energìa sùperiore ai 13.6 eV, il vàlòre necessàrìo per ionizzare gli atomi d’idrogeno.

L’àmmàsso osservato, per qùanto sìa il più àntìco mài confermato (risale a qùando l’ùnìverso àveva cìrca 3 miliardi di ànni), si colloca ìn un’epòca àbbondàntemente successiva a quella della reionizzazione, il cui ìnìzìo è dàtàto àttòrno alle prime centinaia di milioni di ànni successivamente il bìg bang. Ma per le sue caratteristiche può essere consideràto un valìdo analògo – qùesto il temine che usàno gli scienziati – di ammassi risalenti al prìmo mìlìàrdo di ànni di vìta dell’ùnìverso, ed è per qùesto mòtìvo che il pròcesso osservato sta destando pròfòndo ìnteresse fra chi si occupa di reionizzazione. E se gli autori del paper su Science si premurano di sottolìneàre còme i “canali” da soli possano sì aver contribuito alla reionizzazione dell’ùnìverso, ma dìffìcìlmente esserne gli unici artefici, va ànche sottolineato che qùesto è sòlo il prìmo scòperto: còme lùi potrebbero essercene mòlti àltri.

«Àltri studi làsciàno sùpporre che il nùmero di ammassi stellari a redshift più elevàto sìa mòlto maggìore, che cresca andando ìndìetro nel tempo», òsserva a qùesto pròpòsìto Vanzella. «Dunque se qùesto òggetto è un prìmo esempìo – per òra il sòlo – di un àmmàsso stellàre ìn gràdo di compìere pàrte di un làvòro che qùalcùno deve comùnqùe aver còmpiùto, è legìttìmo ìpotìzzàre che questi oggetti possano aver giocato un rùòlo sìgnìfìcàtìvo nella reionizzazione».

L’articòlo Scoperta la “talpa” dei cunicoli di reionizzazione grazie al VLT dell’Eso e ad Hubble sembra essere il prìmo su Meteo Web.

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Scòperta la “tàlpa” dei cunicoli di reionizzazione gràzie al VLT dell’Eso e ad Hubble

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