Comunicato Stampa

L'enorme "blob" spaziale è illuminato dall'interno

Il VLT scopre che una nube di idrogeno primordiale è alimentata da una sorgente centrale.

17 Agosto 2011

Alcune osservazioni del VLT (Very Large Telescope) dell'ESO hanno fatto luce sulla sorgente di energia che illumina una singolare nube di gas molto estesa dell'Universo primordiale. Le osservazioni mostrano per la prima volta che questo gigantesco "blob Lyman-alfa" -- uno dei più grandi di questo tipo che si conoscano -- deve essere alimentato dalle galassie in esso contenute. Questo risultato verrà pubblicato nel numero del 18 agosto della rivista Nature.

Un'equipe di astronomi ha utilizzato il VLT (Very Large Telescope) dell'ESO per studiare un oggetto inconsueto chiamato "blob Lyman-alfa" [1]. Queste strutture enormi e molto luminose sono molto rare e si trovano di solito in regioni dell'Universo primordiale dove si concentra la materia. L'equipe ha scoperto che la luce che emana da uno di questi "blob" è polarizzata [2]. Nella vita di tutti i giorni si usa la luce polarizzata, per esempio, per creare gli effetti tridimensionali al cinema [3]. Questa è la prima volta che si osserva polarizzazione in un "blob Lyman-alfa" e questi dati servono a svelare il mistero della fonte di illuminazione di queste concentrazioni di gas.

"Abbiamo mostrato per la prima volta come la luminosità emessa da questo oggetto enigmatico sia semplicemente luce diffusa, prodotta dalle galassie nascoste al suo interno, piuttosto che il gas stesso della nube che risplende." spiega Matthew Hayes (Università di Tolosa, Francia), primo autore dell'articolo.

I "blob Lyman-alfa" sono tra gli oggetti più grandi nell'Universo: sono gigantesche nubi di idrogeno gassoso che raggiungono il diametro di alcune centinaia di migliaia di anni luce (alcune volte la dimensione della Via Lattea) e che sono potenti come le galassie più brillanti. Si trovano tipicamente a grandi distanze, così li vediamo come erano quando l'Universo aveva soltanto pochi miliardi di anni.  Sono perciò fondamentali per la nostra comprensione di come le galassie si siano formate e siano evolute quando l'Universo era più giovane. La sorgente energetica della loro estrema luminosità e la vera natura dei "blob" sono però finora rimaste incerte.

L'equipe ha studiato uno dei blob più brillanti, noto come LAB-1, tra i primi ad essere scoperto nel 2000.  È così lontano che la sua luce ha impiegato 11.5 miliardi di anni a raggiungerci. È anche uno dei più grandi che si conoscano, con un diametro di circa 300 000 anni luce, e contiene diverse galassie primordiali, tra cui una galassia attiva [4].

Numerose teorie concorrenti cercano di spiegare i "blob Lyman-alfa". Una di queste prevede che la luminosità sia prodotta dal gas freddo che viene attirato dalla gravità del "blob" e quindi riscaldato. Un'altra che brillino a causa degli oggetti luminosi all'interno: galassie con alta formazione stellare o che contengono a loro volta voraci buchi neri che fagocitano materia. Le nuove osservazioni mostrano che sono proprio le galassie all'interno del blob, e non il gas che viene riscaldato, a far risplendere LAB-1.

L'equipe ha confrontato le due teorie misurando se la luce dei blob era polarizzata. Studiando come la luce viene polarizzata gli astronomi possono capire i processi fisici che hanno prodotto la luce, o cosa le sia accaduto dal momento in cui è partita e quello in cui è arrivata a Terra. Se la luce viene riflessa o diffusa diventa polarizzata e questo effetto, per quanto tenue, può essere rivelato da uno strumento molto sensibile. Misurare la polarizzazione della luce di un "blob Lyman-alfa blob" è una vera sfida a causa della grande distanza a cui questi oggetti si trovano.

"Queste osservazioni non avrebbero potuto essere effettuate senza il VLT e il suo strumento FORS. Abbiamo infatti bisogno di due cose: un telescopio di almeno 8 metri di diametro per raccogliere abbastanza luce e uno strumento in grado di misurare la polarizzazione della luce. Non molti osservatori al mondo offrono questa combinazione". aggiunge Claudia Scarlata, un'altra degli autori dell'articolo.

Grazie a un'osservazione di circa 15 ore con il VLT, l'equipe ha scoperto che la luce di LAB-1 era polarizzata in una zona a forma di anello intorno alla regione centrale, mentre non c'era polarizzazione al centro. Questo effetto è praticamente impossibile da produrre se la luce semplicemente viene prodotta dal gas che cade sotto l'effetto della gravità. È invece esattamente ciò che ci si aspetta se la luce viene originariamente prodotta dalle galassie della regione centrale e poi dispersa dal gas.

Gli astronomi ora prevedono di osservare altri oggetti simili a questo per verificare se i risultati ottenuti per LAB-1 si applicano anche agli altri "blob".

Note

[1] Il nome deriva dal fatto che queste concentrazioni di gas, o "blob", emettono luce a una lunghezza d'onda caratteristica, nota come radiazione "Lyman-alfa", prodotta quando gli elettroni dell'atomo di idrogeno scendono dal penultimo al più basso livello energetico.

[2] Quando le onde luminose sono polarizzate, i loro campi, elettrico e magnetico, assumono un'orientazione specifica. Nella luce non polarizzata l'orientazione dei campi è casuale e non c'è alcuna direzione preferenziale.

[3] L'effetto tridimensionale (3D) viene ottenuto facendo in modo che l'occhio destro e quello sinistro vedano due immagini leggermente diverse. Il trucco utilizzato in alcune sale di proiezione 3D usa luce polarizzata: per mezzo di occhiali con opportuni filtri polarizzati, all'occhio destro e all'occhio sinistro giungono immagini distinte prodotte da luce polarizzata in modo differente.

[4] Le galassie attive sono galassie il cui nucleo brillante viene alimentato da un enorme buco nero. La luminosità viene prodotta dalla materia che si riscalda quando è attirata dal buco nero.

Ulteriori Informazioni

I risultati di questo lavoro sono descritti nell'articolo "Central Powering of the Largest Lyman-alpha Nebula is Revealed by Polarized Radiation” di Hayes et al. che verrà pubblicato dalla rivista Nature il 18 agosto 2011.

L'equipe è composta da Matthew Hayes (Università di Tolosa, Francia e Osservatorio di Ginevra, Svizzera), Claudia Scarlata (University of Minnesota e Spitzer Science Center, California Institute of Technology, Pasadena, USA) e Brian Siana (University of California, Riverside, 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) 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), di 40 metri, che opera nell'ottico e infrarosso vicino e che diventerà “il più grande occhio del mondo rivolto al cielo”.

Links

• articolo scientifico sulla rivista Nature
• immagini del VLT

Contatti

Dr Matthew Hayes
Institute of Research into Astrophysics and Planetology
University of Toulouse, Toulouse, France
Tel.: +33 5 61 33 28 60
Cell.: +33 7 77 36 10 70
E-mail: matthew.hayes@ast.obs-mip.fr

Dr Claudia Scarlata
Institute for Astrophysics, School of Physics and Astronomy
University of Minnesota, Minneapolis, USA
Tel.: +1 612 626 1811
E-mail: scarlata@astro.umn.edu

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT and Survey Telescopes Public Information Officer
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