Comunicato Stampa

La nascita dei mostri

VISTA individua le prime galassie giganti

18 Novembre 2015

VISTA, il telescopio per survey dell'ESO, ha spiato un'orda di galassie massicce prima nascoste, che sono esistite quando l'Universo attraversava le prime fasi della sua esistenza. Scoprendo e studiando un numero di galassie di questo tipo maggiore di quanto fatto finora, gli astronomi hanno scoperto esattamente, per la prima volta, quando sono apparse queste galassie mostruosamente grandi.

Il solo contare il numero di galassie in un pezzetto di cielo fornisce agli astronomi una verifica delle teorie di formazione ed evoluzione delle galassie. Questo compito così semplice però diventa sempre più complesso e difficile quando si cerca di contare le galassie più deboli e lontane. È ulteriormente complicato dal fatto che le galassie più brillanti, e perciò più facili da osservare - le galassie più massicce dell'Universo - sono sempre più rare a mano a mano che gli astronomi scrutano nel passato dell'Universo, mentre le galassie più numerose e meno brillanti sono sempre più elusive.

Un'equipe di astronomi, guidata da Karina Caputi del Kapteyn Astronomical Institute all'Università di Groningen, ha portato alla luce molte galassie distanti che erano sfuggite ai controllii precedenti. Hanno usato immagini della survey UltraVISTA, uno dei sei progetti che usano VISTA per analizzare il cielo alle lunghezze d'onda dell'infrarosso vicino, e hanno censito le galassie deboli osservate quando l'età dell'Universo era solo tra i 0,75 e 2,1 miliardi di anni.

UltraVISTA ha osservato ripetutamente la stessa piccola zona di cielo, grande quasi quattro volte la Luna piena, a partire dal dicembre 2009. È la più grande area di cielo osservata a queste profondità nella banda infrarossa. L'equipe ha combinato i dati di UltraVISTA con quelli del telescopio spaziale Spitzer della NASA, che osserva il cosmo a lunghezze d'onda più lunghe, nell'Infrarosso medio [1].

"Abbiamo scoperto 574 nuove galassie massicce - il campione più grande di queste galassie nascoste nell'Universo primordiale mai costruito", spiega Karina Caputi. "Studiarle ci permette di rispondere a una domanda semplice ma importante: quando sono comparse le prime galassie massicce?".

Costruire mappe del cosmo a lunghezze d'onda del vicino infrarosso ha permesso agli astronomi di vedere gli oggetti che sono sia oscurati dalla polvere che molto lontani [2], creati quando l'Universo era ancora bambino.

L'equipe ha scoperto una vera esplosione nel numero delle galassie in bravissimo tempo. Una frazione significativa delle galassie massicce [3] che vediamo ora intorno a noi era già formata appena tre miliardi di anni dopo il Big Bang.

"Non abbiamo trovato prove dell'esistenza di queste galassie massicce prima di un miliardo di anni dopo il Big Bang, così siamo sicuri che questo sia il momento in cui si sono formate", conclude Henry Joy McCracken, coautore dell'articolo [4].

Inoltre, gli astronomi hanno trovato che le galassie massicce erano più abbondanti del previsto. Le galassie che prima rimanevano nascoste costituiscono circa metà del numero totale di galassie massicce presenti quando l'Universo aveva tra 1,1 e 1,5 miliardi di anni [5]. Questi nuovi risultati, comunque, contraddicono i modelli correnti di come le galassie si sono evolute nell'Universo primordiale, che non prevedono nessuna galassia-monstre così precoce.

Per complicare ulteriormente la faccenda, se le galassie massicce nell'Universo primordiale avessero anche molta più polvere di quella prevista dagli astronomi, allora neppure UltraVISTA sarebbe in grado di osservarle. Se questo è davvero il caso, il modello attualmente accettato di come si formano le galassie nelle prime fasi dell'Universo dev'essere completamente ribaltato.

Anche ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) cercherà queste galassie polverose: se le trova, queste saranno quindi oggetto d'osservazione con il telescopio E-ELT (European Extremely Large Telescope) da 39 metri dell'ESO che permetterà osservazioni dettagliate di alcune delle prime galassie in assoluto.

Note

[1] Il telescopio VISTA dell'ESO osserva nella banda del vicino infrarosso tra 0,88 e 2,15 micron, mentre Spitzer nella banda del medio infrarosso tra 3,6 e 4,5 micron.

[2] L'espansione dello spazio implica che più lontana è una galassia e più veloce appare la sua velocità di allontamento da un osservatore sulla Terra. Questo stiramento fà sì che la luce degli oggetti distanti appare spostata nella parte rossa dello spettro, per cui sono necessarie osservazioni nella banda del vicino o medio infrarosso per raccogliere la luce di queste galassie.

[3] In questo contesto, "massiccio" significa più di 50 miliardi di volte la massa del Sole, vicino alla massa totale di stelle nella Via Lattea.

[4] L'equipe non ha trovato prove della presenza di galassie massicce a un redshift maggiore di 6, che equivale a meno di 0,9 miliardi di anni dopo il Big Bang.

[5] Questo equivale a redshit tra z=5 e z=4.

Ulteriori Informazioni

Questo risutato è stato presentato nell'articolo intitolato “Spitzer Bright, UltraVISTA Faint Sources in COSMOS: The Contribution to the Overall Population of Massive Galaxies at z = 3-7”, di K. Caputi et al., apparso sulla rivista Astrophysical Journal.

L'equipe è composta da Karina I. Caputi (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Paesi Bassi), Olivier Ilbert (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Aix-Marseille University, Francia), Clotilde Laigle (Institut d'Astrophysique de Paris, Francia), Henry J. McCracken (Institut d'Astrophysique de Paris, Francia), Olivier Le Fèvre (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Aix-Marseille University, Francia), Johan Fynbo (Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institute, Copenhagen, Danimarca), Bo Milvang-Jensen (Dark Cosmology Centre), Peter Capak (NASA/JPL Spitzer Science Centre, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA), Mara Salvato (Max-Planck Institute for Extragalactic Physics, Garching, Germania) e Yoshiaki Taniguchi (Research Center for Space and Cosmic Evolution, Ehime University, Giappone).

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 16 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile. 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 principale di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri 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. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

Links

• Articolo scientifico in Astrophysicak Journal
• Fotografie di VISTA
• Le survey pubbliche di VISTA

Contatti

Karina I. Caputi
Kapteyn Astronomical Institute – University of Groningen
The Netherlands
E-mail: karina@astro.rug.nl

Henry J. McCracken
Institut d'Astrophysique de Paris
France
E-mail: hjmcc@iap.fr

Bo Milvang-Jensen
Dark Cosmology Center – University of Copenhagen
Denmark
E-mail: milvang@dark-cosmology.dk

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