Scoperti filamenti di gas che collegano le galassie di un antichissimo protoammasso

Filamenti (in blu) che collegano le galassie (in bianco) del protoammasso SSA22 (Immagine cortesia Hideki Umehata)
Filamenti (in blu) che collegano le galassie (in bianco) del protoammasso SSA22 (Immagine cortesia Hideki Umehata)

Un articolo pubblicato sulla rivista “Science” riporta la scoperta di massicci filamenti di gas tra le galassie di un protoammasso catalogato come SSA22 distante circa 12 miliardi di anni luce dalla Terra. Un team di ricercatori coordinato dal RIKEN Cluster for Pioneering Research ha usato lo spettrografo MUSE montato sul VLT in Chile e la Suprime-Cam sul telescopio Subaru per mappare quei filamenti, che si estendono per oltre 3 milioni di anni luce. Osservazioni mirate che hanno fornito ulteriori dettagli sono state condotte con il radiotelescopio ALMA e il telescopio Keck. Il gas dei filamenti può alimentare la formazione stellare e la crescita di buchi neri supermassicci nel protoammasso. L’osservazione di quei processi può fornire nuove informazioni sull’evoluzione delle galassie.

Il protoammasso galattico SSA22, conosciuto anche come EQ J221734.0+001701, è stato scoperto nel 2005. Nel 2006 venne annunciata la scoperta delle prime tracce di una rete di filamenti. Le strutture in quel protoammasso includono enormi bolle di gas lunghe anche 400.000 anni luce. La presenza di tutti questi oggetti e la loro densità suscitò subito l’interesse degli astronomi ma la distanza di circa 12 miliardi di anni luce e la loro luminosità davvero scarsa rendono difficile il loro studio.

L’evoluzione degli ammassi galattici viene studiata anche usando simulazioni sempre più sofisticate, ad esempio Cluster-EAGLE (C-EAGLE). L’immagine in basso (Cortesia Joshua Borrow / C-EAGLE) mostra una schermata da quella simulazione con un ammasso galattico paragonabile a SSA22 alla convergenza di filamenti analoghi a quelli mappati.

Una conferma ai risultati di simulazioni come C-EAGLE è arrivata grazie alla combinazione di osservazioni del protoammasso SSA22 con lo strumento Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) montato sul Very Large Telescope (VLT) dell’ESO, la Suprime-Cam sul telescopio Subaru, il radiotelescopio ALMA e l’osservatorio Keck. Lo strumento MUSE ha rilevato la radiazione Lyman-alfa, la luce ultravioletta prodotta dall’idrogeno che viene ionizzato e successivamente torna allo stato di base. Secondo i calcoli, l’elevato livello di radiazioni rilevate è probabilmente causato da galassie starburst, cioè a elevato tasso di formazione stellare, ma anche a buchi neri in formazione.

Hideki Umehata, primo autore dell’articolo, ha spiegato che precedenti osservazioni avevano mostrato emissioni da bolle di gas che si estendono oltre le galassie ma ora lui e i suoi colleghi hanno potuto mostrare chiaramente che ci sono filamenti estremamente lunghi i quali si estendono anche oltre il bordo del campo di vista. Si tratta di ulteriori prove che quei filamenti stanno effettivamente alimentando l’intensa attività osservata nelle galassie all’interno dei filamenti.

Michele Fumagalli dell’Università britannica di Durham, un altro degli autori della ricerca, ha dichiarato che è molto eccitante vedere chiaramente per la prima volta filamenti multipi ed estesi nell’universo primordiale. Abbiamo un modo per mappare quelle strutture direttamente e per capire nei dettagli il loro ruolo nel regolare la formazione di buchi neri supermassicci e di galassie.

In parole povere, i risultati di questa ricerca suggeriscono che il gas abbia una notevole importanza nell’evoluzione delle galassie in seguito agli effetti della forza di gravità che determinano innanzitutto la creazione dei filamenti. La conseguenza è che la rete di filamenti determina le grandi strutture esistenti nell’universo.

Lo studio dei filamenti è importante anche in relazione alle ricerche sulla materia oscura perché secondo i modelli che attualmente godono della maggiore considerazione nei filamenti c’è sia materia ordinaria che materia oscura. Ciò permetterà anche di mettere alla prova modelli alternativi che non prevedono l’esistenza della materia oscura.

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