Comunicato Stampa

ALMA individua galassie primordiali a tempo da record

17 Aprile 2013

Un'equipe di astronomi ha usato il nuovo telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) per individuare l'ubicazione di più di 100 galassie tra le più feconde di formazione stellare nell'Universo primordiale. ALMA è così potente che, in sole poche ore, ha catturato tante osservazioni di queste galassie quante ne erano state ottenute da telescopi simili in tutto il mondo nell'arco di più di un decennio.

La fase più feconda di nascita di stelle nell'Universo primordiale ha avuto luogo in galassie lontane che contenevano molta polvere cosmica. Queste galassie sono fondamentali per comprendere la formazione delle galassie e la loro evoluzione nel corso della storia dell'Universo, ma la polvere le oscura e rende difficile la loro identificazione con i telescopi ottici. Per trovarle, gli astronomi devono usare telescopi che osservano la luce a lunghezze d'onda maggiori, intorno al millimetro, come ALMA.

"Gli astronomi hanno atteso dati come questi per più di un decennio. ALMA è così potente che ha rivoluzionato il modo di osservare queste galassie, anche se il telescopio non era ancora completo quando sono state effettuate le osservazioni", ha detto Jacqueline Hodge (Max-Planck-Institut für Astronomie, Germania), prima autrice dell'articolo che descrive le osservazioni di ALMA.

La miglior mappa finora realizzata per queste lontane galassie polverose è stata ottenuta con il telescopio APEX (Atacama Pathfinder Experiment), gestito dall'ESO, che ha osservato un pezzetto di cielo della dimensione della Luna piena [1] e trovato 126 galassie di questo tipo. Ma nelle immagini di APEX ogni zona di formazione stellare appare come una macchia indistinta, così grande da coprire più di una galassia nelle immagini più nitide fatte ad altre lunghezze d'onda. Senza sapere esattamente quale delle galassie sta producendo stelle, gli astronomi avevano alcune difficoltà ad interpretare la formazione di stelle nell'Universo primordiale.

Identificare la galassia giusta richiede osservazioni più risolte e per fare osservazioni più risolte serve un telescopio più grande. APEX ha una sola antenna parabolica da 12 metri di diametro, mentre i telescopi come ALMA usano molte antenne simili a quella di APEX sparpagliate su grandi distanze. I segnali di tutte le antenne vengono combinati e l'effetto è quello di un unico telescopio gigante grande come l'intera schiera di antenne.

L'equipe ha usato ALMA per osservare le galassie della mappa di APEX durante la prima fase di osservazioni scientifiche di ALMA, con il telescopio ancora in costruzione. Usando meno di un quarto del totale di 66 antenne, distribuite su distanze fine a 125 metri, ALMA ha impiegato appena due minuti per ogni galassia per identificarle all'interno di una regione molto piccola, più di 200 volte minore delle grandi macchie di APEX e con una sensibilità tre volte maggiore. ALMA è tanto più sensibile degli altri telescopi del suo genere che in sole poche ore ha raddoppiato il numero totale di osservazioni di questo tipo.

Non solo l'equipe ha identificato senza ambiguità quale galassia conteneva regioni attive di formazione stellare ma in circa la metà dei casi ha scoperto che più galassie con formazione di stelle erano confuse in una sola macchia nelle osservazioni precedenti. La vista acuta di ALMA ha permesso di distinguere le singole galassie.

"Pensavamo che le più brillanti tra queste galassie formassero stelle mille volte più  vigorosamente della nostra galassia, la Via Lattea, il che le poneva a rischio di frantumarsi. Le immagini di ALMA rivelano la presenza di galassie multiple, più piccole, che formano stelle a tassi in qualche modo più ragionevoli", ha detto Alexander Karim (Durham University, Regno Unito), uno dei membri dell'equipe e primo autore di un secondo articolo sullo stesso argomentoo.

I risultati costituiscono il primo catalago statisticamente affidabile di formazione stellare in galassie polverose nell'Universo primordiale e forniscono un fondamento indispensabile per ulteriori indagini sulle proprietà di queste galassie a diverse lunghezze d'onda senza rischio di erronea interpretazione a causa della confusione tra le galassie.

Nonostante la vista acuta di ALMA e la sua sensibilità senza pari, telescopi come APEX continuano ad avere un ruolo importante. "APEX pu coprire una vasta area di cielo più in fretta di ALMA e perci è ideale per scoprire queste galassie. Quando sappiamo dove guardare possiamo usare ALMA per identificarle esattamente", ha concluso Ian Smail (Durham University, Regno Unito), coautore del nuovo articolo.

Note

[1] Le osservazioni sono state fatte in una regione di cielo della costellazione australe della Fornace, chiamata Chandra Deep Field South (Campo Profondo di Chandra a Sud), approfonditamente studiata da molti telescopi sia da terra che dallo spazio. Le nuove osservazioni di ALMA estendono le osservazioni profonde e ad alta risoluzione di questa regione nella zona millimetrica/sub-millimetrica dello spettro e fanno da complemento a osservazioni precedenti.

Ulteriori Informazioni

ALMA, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, un osservatorio astronomico internazionale, è una collaborazione fra l'Europa, il Nord America e l'Asia Orientale, in cooperazione con la Repubblica del Cile. In Europa, ALMA è finanziata dall'ESO, in Nord America dalla U.S. National Science Foundation (NSF), in cooperazione con il National Research Council del Canada (NRC) e il National Science Council di Taiwan (NSC) e in Asia Orientale dagli Istituti Nazionali di Scienze Naturali del Giappone (NINS), in cooperazione con l'Accademia Sinica di Taiwan (AS). La costruzione e la gestione di ALMA sono condotte dall'ESO per conto dell'Europa, dall'Osservatorio Nazionale di Radio Astronomia (NRAO) gestito dalle Associated Universities, Inc. (AUI) per conto del Nord America e dall'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) per conto dell'Aisa Orientale. L'osservatorio congiunto di ALMA (JAO: Joint ALMA Observatory) fornisce la guida unitaria e la gestione della costruzione, del commissioning e delle operazioni di ALMA.

L'esperimento APEX (Atacama Pathfinder Experiment) è una collaborazione tra l'istituto Max Planck Institut für Radioastronomie (MPIfR)  al 50%, l'osservatorio spaziale di Onsala (OSO) al 23% e l'ESO (European Southern Observatory) al 27%.

Questo lavoro è stato presentato nell'articolo “An ALMA Survey of Submillimeter Galaxies in the Extended Chandra Deep Field South: Source Catalog and Multiplicity”, di J. Hodge et al., che verrà pubblicato dalla rivista Astrophysical Journal.

Un articolo parallelo “An ALMA survey of submillimetre galaxies in the Extended Chandra Deep Field South: High resolution 870 μm source counts”, sulla molteplicità delle sorgenti, di A. Karim et al., verrà pubblicato dalla rivista della Oxford University Press, il Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

L'equipe è composta da J. A. Hodge (Max-Planck-Institut für Astronomie Heidelberg, Germania [MPIA]), A. Karim (Institute for Computational Cosmology, Durham University, Regno Unito), I. Smail (Durham), A. M. Swinbank (Durham), F. Walter (MPIA), A. D. Biggs (ESO), R. J. Ivison (UKATC and Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Edinburgh, Regno Unito), A. Weiss (Max–Planck Institut für Radioastronomie, Bonn, Germania), D. M. Alexander (Durham), F. Bertoldi (Argelander–Institute of Astronomy, Bonn University, Germania), W. N. Brandt (Institute for Gravitation and the Cosmos & Department of Astronomy & Astrophysics, Pennsylvania State University, University Park, USA), S. C. Chapman (Institute of Astronomy, University of Cambridge, Regno Unito; Department of Physics and Atmospheric Science, Dalhousie University, Halifax, Regno Unito), K. E. K. Coppin (McGill University, Montreal, Canada), P. Cox (IRAM, Saint–Martin d’Héres, Francia), A. L. R. Danielson (Durham), H. Dannerbauer (University of Vienna, Austria), C. De Breuck (ESO), R. Decarli (MPIA), A. C. Edge (Durham), T. R. Greve (University College London, Regno Unito), K. K. Knudsen (Department of Earth and Space Sciences, Chalmers University of Technology, Onsala Space Observatory, Onsala, Svezia), K. M. Menten (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Germania), H.–W. Rix (MPIA), E. Schinnerer (MPIA), J. M. Simpson (Durham), J. L. Wardlow (Department of Physics & Astronomy, University of California, Irvine, USA) and P. van der Werf (Leiden Observatory, Olanda).

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 15 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Gran Bretagna, Italia, Olanda, Portogallo, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner europeo di un telescopio astronomico di concetto rivoluzionario, ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. L'ESO al momento sta progettando l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che opera nell'ottico e infrarosso vicino e che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi.

Links

• Articolo scientifico
• Fotografie di ALMA

Contatti

Jacqueline Hodge
Max-Planck-Institut für Astronomie
Heidelberg, Germany
Tel.: +49 6221 528 467
E-mail: hodge@mpia.de

Alexander Karim
Institute for Computational Cosmology, Durham University
Durham, United Kingdom
Tel.: +49 228 733658 (Christina Stein-Schmitz)
E-mail: alexander.karim@durham.ac.uk

Mark Swinbank
Institute for Computational Cosmology, Durham University
Durham, United Kingdom
Tel.: +44 191 334 3772 (Lindsay Borrero)
E-mail: a.m.swinbank@durham.ac.uk

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