Un proto-ammasso galattico mostra un elevatissimo ritmo di formazione stellare

Il proto-ammasso galattico G237
Due articoli, uno pubblicato sulla rivista “Astronomy & Astrophysics” e uno sulla rivista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”, riportano vari aspetti della scoperta di un proto-ammasso galattico nel quale c’era uno straordinario tasso di formazione stellare quando l’universo aveva circa 3 miliardi di anni. Un team di ricercatori guidato da Mari Polletta dell’INAF (Istituto nazionale di astrofisica) di Milano che include altri quattro ricercatori e ricercatrici dell’INAF ha trovato le tracce del proto-ammasso G237.01+42.50, o semplicemente G237, nei dati raccolti dalla sonda spaziale Planck Surveyor per poi usare vari telescopi per osservare le galassie al suo interno. I risultati sono stati raccolti da un team guidato da Yusei Koyama dell’Osservatorio astronomico nazionale del Giappone.

Lo studio dei proto-ammassi galattici è importante per gli astronomi perché essi si sono formati quando l’universo era giovane e nel tempo si sono evoluti negli attuali ammassi, le strutture più massicce esistenti. Studiare i proto-ammassi vuol dire studiare la storia dell’universo per capire perché sia diventato com’è oggi.

La sonda spaziale Planck Surveyor ha compiuto una missione tra il 2009 e il 2013 per mappare la radiazione cosmica di fondo. Questa mappa è stata utile non solo per studiare l’universo neonato ma anche per cercare le tracce di strutture cosmiche che si sono formate nel corso del tempo. Ciò perché le loro emissioni hanno modificato alcune caratteristiche della radiazione cosmica di fondo. Tra di esse ci sono le tracce che hanno portato a scoprire il proto-ammasso G237.

I ricercatori hanno usato osservazioni condotte con lo spettrografo LUCI del LBT (Large Binocular Telescope) e dati d’archivio dei telescopi spaziali Herschel dell’ESA e Spitzer della NASA per scoprire 31 galassie parte del proto-ammasso G237. Esse sono concentrate in due sottogruppi che nel corso del tempo hanno probabilmente formato due distinti ammassi galattici. Il telescopio Subaru ha permesso di identificare altre 32 galassie e di osservare 6 di quelle già scoperte. Le osservazioni hanno rivelato che all’interno di quelle galassie il tasso di formazione stellare è estremamente elevato con la nascita di stelle per almeno 2200 masse solari all’anno. Si tratta di un tasso molto superiore a quello previsto dai modelli cosmologici.

L’immagine (ESA/Herschel and XMM-Newton; NASA/Spitzer; NAOJ/Subaru; Large Binocular Telescope; ESO/VISTA. Polletta, M. et al. 2021; Koyama, Y. et al. 2021) mostra la regione del cielo che contiene il proto-ammasso galattico G237. Sul lato sinistro, una combinazione di osservazioni dei telescopi spaziali Herschel in rosso per le lunghezze d’onda submillimetriche, Spitzer in verde per gli infrarossi e XMM-Newton in blu per i raggi X. Il riquadro sul lato destro mostra la regione osservata con il telescopio Subaru. Le 31 galassie identificate con il Large Binocular Telescope sono indicate da cerchi azzurri, le 38 osservate con Subaru sono indicate da rombi gialli.

Lo studio del proto-ammasso G237 ha mostrato che nelle regioni centrali c’è una maggiore densità di galassie, le quali tendono a essere più massicce, a formare più stelle e a ospitare più buchi neri supermassicci in fase di crescita. È il tipo di informazioni che può aiutare gli astronomi a capire i processi che portano alla formazione delle galassie massicce osservate al centro degli ammassi galattici.

Mari Polletta ha spiegato che lei e i suoi colleghi stanno analizzando altri dati del Planck Surveyor su G237 e su altri proto-ammassi per studiare il gas che forma nuove stelle e alimenta i buchi neri supermassicci. Lo scopo è capirne l’origine e spiegare lo straordinario tasso di attività all’interno di quelle galassie.

I proto-ammassi galattici sono molto lontani perciò le loro immagini sono molto fioche e i nuovi telescopi che entreranno in servizio nei prossimi anni permetteranno osservazioni migliori per ottenere altre informazioni sulla storia delle strutture più massicce dell’universo.

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