Comunicato Stampa

Indagine su di un incidente galattico

22 Giugno 2011

Un’equipe di scienziati ha studiato l’ammasso di galassie Abell 2744, detto Ammasso di Pandora. Hanno ricostruito la storia violenta e complessa dell’ammasso utilizzando telescopi sia in orbita che a terra, tra cui il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO e il telescopio spaziale Hubble. Abell 2744 sembra essere il risultato di un tamponamento a catena di almeno quattro diversi ammassi di galassie; questo scontro complesso ha prodotto strani effetti che non erano mai stati visti prima tutti insieme.

Quando enormi ammassi di galassie si scontrano, lo scompiglio che ne risulta è una miniera di informazioni per gli astronomi. Studiando uno dei più complessi e insoliti ammassi in collisione, un’equipe internazionale di astronomi ha ricostruito la storia di un incidente cosmico durato circa 350 milioni di anni.

Julian Merten, uno dei principali autori di questo nuovo studio dell’ammasso Abell 2744, spiega: “Come un detective che cerca di ricostruire le cause di un incidente, possiamo utilizzare le osservazioni di queste resti cosmici per ricostruire gli eventi accaduti in un periodo durato centinaia di milioni di anni. Questa indagine può a sua volta svelare come si formano le strutture nell’Universo e come diversi tipi di materia interagiscano gli uni con gli altri quando si schiantano.”

“L’abbiamo soprannominato l’ammasso di Pandora perchè tanti fenomeni diversi sono stati scatenati dalla collisione. Alcuni di questi fenomeni addirittura non erano mai stati visti in precedenza.” aggiunge Renato Dupke, un altro membro dell’equipe.

Abell 2744 è stato studiato ora con una minuzia mai raggiunta prima, combinando i dati del VLT (Very Large Telescope) dell’ESO, del telescopio giapponese Subaru, del telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA e del telescopio per raggi X Chandra della NASA.

Le galassie dell’ammasso sono chiaramente visibili nelle immagini del VLT e di Hubble. Anche se le galassie sono brillanti costituiscono meno del 5% della massa totale. Il resto è gas (circa il 20%), così caldo che risplende solo nella banda dei raggi X, e materia oscura (circa il 75%), completamente invisibile. Per capire cosa fosse accaduto durante lo scontro, l’equipe aveva bisogno di ricostruire la posizione di tutti e tre i tipi di materia in Abell 2744.  

La materia oscura è particolarmente sfuggente, poichè non emette, non assorbe e non riflette la luce (da ciò il suo nome), ma si mostra solo attraverso l’interazione gravitazionale. Per localizzare questa sostanza misteriosa l’equipe ha sfruttato un fenomeno noto come “lente gravitazionale”. I raggi di luce emessi da galassie distanti vengono infatti curvati attraversando il campo gravitazione dell’ammasso, come se attraversassero una lente. Il risultato è una serie di distorsioni rivelatorie nelle immagini delle galassie di fondo nelle osservazioni di VLT e Hubble. Tracciando esattamente il modo in cui queste immagini vengono distorte è possibile descrivere accuratamente dove si trova la massa nascosta – e di conseguenza la materia oscura.

In rapporto a questo, trovare il gas caldo è molto più semplice, poichè l’Osservatorio Chandra per raggi X della NASA può osservarlo direttamente. Queste osservazioni sono fondamentali non solo per trovare dove si nasconde il gas, ma anche per mostrare angoli e velocità delle diverse componenti dell’ammasso prima dello scontro.

Quando gli astronomi studiarono i risultati trovarono molte caratteristiche curiose. “Abell 2744 sembra essersi formato da quattro diversi ammassi coinvolti in una serie di scontri in un periodo di circa 350 milioni di anni. La distribuzione complicata e diseguale dei diversi tipi di materia è molto rara e affascinante”, dice Dan Coe, l’altro autore principale dello studio.

Sembra che le collisioni complesse abbiano isolato parte del gas caldo e della materia oscura così che essi ora sono separati sia tra loro che dalle galassie visibili. L’ammasso di Pandora unisce diversi fenomenti che sono stati visti finora solo individuamente in altri sistemi.

Vicino al centro dell’ammasso c’è una “proiettile”, dove il gas di un ammasso si è scontrato con quello di un altro e ha creato un’onda d’urto. La materia oscura è passata attraverso lo scontro senza danni [1].

In un’altra zona dell’ammasso apparentemento si trovano galassie e materia oscura, ma niente gas caldo. Il gas potrebbe essere stato rimosso durante la collisione, lasciando dietro di sè solo una debole traccia.

Nelle parti più esterne dell’ammasso si trovano caratteristiche ancora più strane. Una regione contiene moltissima materia oscura, ma nessuna galssia o gas caldo. Un grumo spettrale di gas caldo è stato espulso e questo precede invece che seguire la materia oscura associata. Questo incomprensibile assetto potrebbe svelare agli astronomi qualcosa a proposito del comportamento della materia oscura e di come i vari ingredienti dell’Universo interagisono tra di loro.

Gli ammassi di galassie sono le più grandi strutture del cosmo: contengono bilioni di stelle. Il modo in cui si formano e si sviluppano attraverso scontri ripetuti ha profonde ricadute sulla nostra comprensione dell’Universo. Sono in corso ulteriori studi dell’Ammasso di Pandora, il più complicato e affascinante prodotto di una fusione mai scoperto.

Note

[1] Questo effetto era stato visto prima in alcuni ammassi di galassie, tra cui l’originale, il ”cluster proiettile”, 1E0657-56.

Ulteriori Informazioni

Questa ricerca viene descritta in un articolo intitolato “Creazione di strutture cosmiche nel complesso ammasso di galassie in interazione Abell 2744”, in via di pubblicazione nella rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

L’equipe è formata da J. Merten (Institute for Theoretical Astrophysics, Heidelberg, Germania; INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna, Italia), D. Coe (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA), R. Dupke (University of Michigan, USA; Eureka Scientific, USA; National Observatory, Rio de Janeiro, Brasilel), R. Massey (University of Edinburgh, Scozia), A. Zitrin (Tel Aviv University, Israele), E.S. Cypriano (University of Sao Paulo, Brasile), N. Okabe (Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, Taiwan), B. Frye (University of San Francisco, USA), F. Braglia (University of British Columbia, Canada), Y. Jimenez-Teja (Instituto de Astrofisica de Andalucia, Granada, Spagna), N. Benitez (Instituto de Astrofisica de Andalucia), T. Broadhurst (University of Basque Country, Spagna), J. Rhodes (Jet Propulsion Laboratory/Caltech, USA), M. Meneghetti (INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna, Italia), L. A. Moustakas (Caltech, USA), L. Sodre Jr. (University of Sao Paulo, Brasile), J. Krick (Spitzer Science Center/IPAC/Caltech, USA) and J. N. Bregman (University of Michigan, USA).

L’ESO (European Southern Observatory) 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) e’ 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), di 40 metri, che opera nell'ottico e infrarosso vicino e che diventerà “il più grande occhio del mondo rivolto al cielo”.

Links

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Contatti

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Heidelberg, Germany
Tel.: +49 6221 54 8987
E-mail: jmerten@ita.uni-heidelberg.de

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Baltimore, USA
Tel.: +1 410 338 4312
E-mail: dcoe@stsci.edu

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