Osservazioni dettagliate di una galassia lontana, grazie all’effetto “lente” di altre galassie

Questa nuova immagine del telescopio spaziale Hubble mostra un oggetto astronomico la cui figura viene moltiplicata per l’effetto di un forte obiettivo gravitazionale. La galassia, soprannominata Sunburst Arc, dista circa 11 miliardi di anni luce dalla Terra ed è stata messa a fuoco in più immagini da un enorme ammasso di galassie a 4,6 miliardi di anni luce.

La massa di queste galassie è abbastanza grande da piegare ed ingrandire la luce dalla galassia più distante, dietro di esse. Questo processo porta non solo a una deformazione della luce dall’oggetto, ma anche a una moltiplicazione dell’immagine della galassia, come se fosse realizzata da una lente.

L’effetto lente

Nel caso dello Sunburst Arc, l’effetto lente ha portato ad almeno 12 immagini della galassia, distribuite su quattro archi principali. Tre di questi archi sono visibili nell’angolo in alto a destra dell’immagine, mentre un altro è visibile in basso a sinistra, parzialmente oscurato da una stella luminosa in primo piano, all’interno della Via Lattea.

Hubble usa queste lenti d’ingrandimento cosmiche per studiare oggetti altrimenti troppo deboli e troppo piccoli anche per i suoi strumenti straordinariamente sensibili. Sunburst Arc non fa eccezione, nonostante sia una delle galassie con le lenti gravitazionali più luminose conosciute.

Un’osservazione dettagliata di un oggetto distante

L’obiettivo rende più luminose le varie immagini dell’arco solare tra 10 e 30 volte. Ciò consente a Hubble di visualizzare strutture di soli 520 anni luce di diametro, una rara osservazione dettagliata per un oggetto così distante. Ciò si confronta ragionevolmente bene con le regioni di formazione stellare nelle galassie dell’universo locale, consentendo agli astronomi di studiare la galassia e il suo ambiente in modo molto dettagliato.

Le osservazioni di Hubble hanno mostrato che l’Arco di Sunburst è un analogo delle galassie che esistevano molto prima nella storia dell’Universo: un periodo noto come l’epoca della reionizzazione – un’era iniziata solo 150 milioni di anni dopo il Big Bang.

L’epoca della reionizzazione

L’epoca della reionizzazione fu un’era chiave nell’Universo primordiale, quella che pose fine alle “epoche oscure”, l’epoca precedente alla creazione delle prime stelle, quando l’Universo era buio e pieno di idrogeno neutro. Una volta formate le prime stelle, hanno iniziato a irradiare luce, producendo i fotoni ad alta energia necessari per ionizzare l’idrogeno neutro.

Ciò ha convertito la materia intergalattica nella forma per lo più ionizzata in cui esiste oggi. Tuttavia, per ionizzare l’idrogeno intergalattico, le radiazioni ad alta energia di queste prime stelle avrebbero dovuto sfuggire alle loro galassie ospiti, senza essere prima assorbite dalla materia interstellare. Finora solo un piccolo numero di galassie ha dimostrato di “trapelare” fotoni ad alta energia nello spazio profondo. Come questa luce sia fuggita dalle prime galassie rimane un mistero.

L’analisi dello Sunburst Arc aiuta gli astronomi ad aggiungere un altro pezzo al puzzle: sembra che almeno alcuni fotoni possano lasciare la galassia attraverso canali stretti in un mezzo neutro ricco di gas. Questa è la prima osservazione di un processo a lungo teorizzato. Sebbene sia improbabile che questo processo sia il principale meccanismo che ha portato l’Universo a essere reionizzato, potrebbe aver fornito una spinta decisiva.

 

 

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