Comunicato Stampa

Echi dal passato in tutta la galassia

Osservazioni del VLT identificano un nuovo tipo di galassie molto raro.

05 Dicembre 2012

Una nuova classe di galassie è stata identificata per mezzo di osservazioni del VLT (Very Large Telescope) dell'ESO, del telescopio Gemini Sud e del CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope). Soprannominate galassie "green bean" (galassie "fagiolino") a causa del loro aspetto insolito, risplendono della luce intensa emessa dalle zone circostanti il buco nero centrale supermassiccio e sono tra gli oggetti più rari dell'Universo.

Molte galassie hanno un gigantesco buco nero al centro, che fa brillare il gas circostante. Nel caso delle galassie "fagiolino", invece, l'intera galassia risplende, non solo il centro. Queste nuove osservazioni rivelano le regioni più grandi e brillanti mai trovate, che si pensa risplendano sotto l'influsso del buco nero centrale, molto attivo nel passato e che ora si sta spegnendo.

L'astronomo Mischa Schirmer dell'Osservatorio Gemini ha studiato molte immagini dell'Universo lontano, alla ricerca di ammassi di galassie, ma quando si è imbattuto in uno di questi oggetti, in un'immagine del Telescopio CFHT, è rimasto stupefatto - sembrava una galassia, ma era di un verde brillante. Era diverso da tutte le galassie che avesse mai visto prima, qualcosa di totalmente inaspettato. Ha subito inviato una proposta di osservazione al VLT dell'ESO per scoprire che cosa stava producendo quella strana luce verde [1].

"L'ESO, molto rapidamente, mi ha concesso tempo speciale di osservazione e pochi giorni dopo la sottomissione della proposta questo oggetto bizzarro era stato osservato con il VLT", dice Schirmer. "Dieci minuti dopo l'osservazione in Cile, avevo i dati nel mio computer in Germania. Ben presto ho ri-orientato  tutta la mia attività di ricerca, poichè sembrava chiaro che mi ero imbattuto in qualcosa di veramente nuovo".

Il nuovo oggetto è stato chiamato J224024.1−092748 o J2240. Si trova nella costellazione dell'Acquario e la sua luce ha impiegato circa 3,7 miliardi di anni per raggiungere la Terra.

Dopo la scoperta, l'equipe di Schirmer ha esaminato una lista di quasi un miliardo di galassie [2] e trovato altre 16 con proprietà simili, confermate poi da osservazioni effettuate al telescopio Gemini Sud. Queste galassie sono così rare che in media se ne trova solo una per ogni cubo di 1,3 miliardi di anni luce di lato. Questa nuova classe di galassie è stata soprannominata galassie "green bean" (galassie "fagiolino") a causa del loro colore e al fatto che assomigliano, ma in grande, alle galassie "green pea" (galassie "pisello verde") [3].

In molte galassie, la materia che circonda il buco nero supermassiccio centrale emana un'intensa radiazione e ionizza il gas circostante in modo da farlo brillare. Queste regioni ardenti in galassie attive tipiche sono di solito di piccole dimensioni, fino al 10% del diametro della galassia. Invece, le osservazioni di J2240 hanno mostrato che in questo caso, come nelle altre galassie "fagiolino" da allora individuate, questa regione è veramente enorme, grande come l'intera galassia. J2240 mostra una delle più grandi e più brillanti regioni di questo tipo mai trovate: l'ossigeno ionizzato si illumina di verde brillante, il che spiega il colore strano che ha attirato fin dal principio l'attenzione di Schirmer.

"Queste regioni incandescenti sono fantastiche sonde per cercare di capire la fisica della galassie - è come infilare un termometro in una galassia lontanissima" dice Schirmer. "Di solito, queste regioni non sono molto grandi nè molto luminose e possono essere individuate solo in alcune galassie vicine. Invece le galassie appena scoperte contengono regioni incandescenti così grandi e brillanti che possono essere osservate in gran dettaglio, anche se molto lontane".

La successiva analisi dei dati da parte dell'equipe ha rivelato un'altro rompicapo. J2240 sembrava avere un buco nero non molto attivo al centro, meno di quanto ci si attendesse vista la dimensione e l'intensità della regione illuminata. L'equipe pensa che le regioni incandescenti siano un'eco del momento in cui il buco nero centrale era molto più attivo, nel passato, e che diventeranno sempre meno brillanti a mano a mano che le ultime radiazioni dal buco nero attraversano la galassia e si perdono nello spazio [4].

Queste galassie evidenziano la presenza di un centro galattico sempre più debole, che segna una fase fugace nella vita della galassia. Nell'Universo primordiale le galassie erano mediamente più attive, gli enormi buchi neri al centro crescevano inghiottendo il gas e le stelle circostanti producendo così fino a 100 volte più luce di tutte le stelle della galassia messe insieme. Eco luminose come quella vista in J2240 permettono agli astronomi di studiare il processo di spegnimento dei nuclei attivi e di comprendere molto di più della loro storia: di quando, come e perchè smettono - e perchè ora vediamo solo una piccola frazione attiva nelle galassie più giovani. Questo è il prossimo obiettivo dell'equipe, che verrà perseguito con ulteriori indagini spettroscopiche e con i raggi X.

"Scoprire qualcosa di veramente nuovo è il sogno fatto di un astronomo che diviene realtà, un evento unico nella vita", conclude Schirmer. "È molto stimolante!"

Note

[1] Gli astronomi hanno studiato l'oggetto con il potente spettrografo X-Shooter sul VLT. Dividendo la luce nei suoi colori componenti hanno potuto identificare la composizione del materiale che produce la radiazione e scoprire perchè era così luminoso.

[2] La ricerca ha fatto uso dell'enorme database online dalla SDSS (Sloan Digital Sky Survey).

[3] Le galassie "green pea" ("pisello verde") sono piccole e luminose e sono in un periodo di vigorosa formazione stellare. Sono state identificate per la prima volta nel 2007 dai partecipanti al progetto di crowd-sourcing "Galaxy Zoo". A differenza dei "fagiolini", queste galassie sono molto piccole - la nostra galassia, la Via Lattea, contiene una massa equivalente a quella di 200 galassie "pisello verde". La somiglianza tra galassie "fagiolino" e galassie "pisello verde" è solo nell'aspetto e la maggior parte di esse non sono strettamente collegate.

[4] In molte galassie attive la vista del buco nero centrale è bloccata da grandi quantità di polvere, che rendono difficile misurare l'attività del buco nero. Per controllare se le galassie "fagiolino" sono veramente diverse dalle altre galassie in cui il centro è oscurato, gli astronomi hanno controllato la radiazione prodotta da queste galassie a lunghezze d'onda infrarosse, molto più lunghe di quelle visibili, che penetrano anche le nubi spesse di polvere. Le regioni centrali di J2240 e delle altre galassie "fagiolino" si sono rivelate molto più deboli del previsto. Ciò significa che realmente il nucleo attivo è molto più debole di quanto si deriva dalla luminosità delle nubi incandescenti.

Ulteriori Informazioni

Questo lavoro è stato presentato nell'articolo “A sample of Seyfert-2 galaxies with ultra-luminous galaxy-wide NLRs – Quasar light echos?”, che verrà pubblicato sulla rivista "The Astrophysical Journal".

L'equipe è composta da M. Schirmer (Gemini Observatory, Cile; Argelander-Institut für Astronomie, Universität Bonn, Germania), R. Diaz (Gemini Observatory, Cile), K. Holhjem (SOAR Telescope, Cile), N. A. Levenson (Gemini Observatory, Cile) e C. Winge (Gemini Observatory, Cile).

Nel 2012 cade il 50^o anniversario della fondazione dell'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo).  L'ESO 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".

L'Osservatorio Gemini è una collaborazione internazionale che gestisce due telescopi identici da 8 metri di diametro. Il Telescopio Gemini "Frederick C. Gillett" si trova a Mauna Kea, Hawaìi (Gemini Nord) mentre l'altro telescopio è a Cerro Pachón nel Cile centrale (Gemini Sud); insieme, i due telescopi gemelli forniscono la copertura completa di entrambi gli emisferi celesti. Il telescopio incorpora tecnologie che permetto a specchi grandi ma relativamente sottili, sotto controllo attivo, di raccogliere e focalizzare la radiazione visibile e infrarossa proveniente dallo spazio.

L'Osservatorio Gemini fornisce alle comunità astronomiche dei sette paesi partner strutture astronomiche all'avanguardia che allocano il tempo osservativo in proporzione ai contributi di ciascun paese. Oltre al sostegno finanziario, ogni paese contribusce anche con notevoli risorse tecniche e scientifiche. Le agenzie di ricerca nazionali che formano la partnership Gemini sono: l'NSF (National Science Foundation) degli USA, l'SFTC (Science and Technology Facilities Council) del Regno Unito, l'NRC (National Research Council) del Canada, il CONICYT (Comisión Nacional de Investigación Cientifica y Tecnológica) del Cile, l'ARC (Australian Research Counci) dell'Australia, il Ministero della Scienza, Tecnologia e Innovazione dell'Argentina, il Ministero della Scienza, Tecnologia e Innovazione del Brasile. L'osservatorio è gestito dall'AURA (Association of Universities for Research in Astronomy, Inc.) nell'ambito di un accordo di cooperazione con l'NSF, che funge anche da agenzia esecutiva per i rapporti internazionali.

Il CFHT (Canada-France-Hawaii Telescope) è gestito dal NRC del Canada, l'Istituto Nazionale delle Scienze dell'Universo del CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) della Francia e dall'Università delle Hawaii.

Links

• Articolo scientifico
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Contatti

Mischa Schirmer
Science Fellow, Gemini Observatory
La Serena, Chile
Tel.: +56 (51) 205600
E-mail: mschirme@gemini.edu

Richard Hook
ESO, La Silla, Paranal, E-ELT & Survey Telescopes Press Officer
Garching bei München, Germany
Tel.: +49 89 3200 6655
Cell.: +49 151 1537 3591
E-mail: rhook@eso.org

Daniel Devost
Canada-France-Hawaii Telescope
Kamuela, Hawaii, USA
Tel.: +1 808 885 3163
E-mail: devost@cfht.hawaii.edu

Peter Michaud
Gemini Observatory
Tel.: +1 808 974 2510
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Joerg Gasser (press contact Svizzera)
Rete di divulgazione scientifica dell'ESO
E-mail: eson-switzerland@eso.org

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