Categorie: Galassie Le origini Strumenti e missioni
Tags: ALMA galassie neonate
Scritto da: Vincenzo Zappalà
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Tre fari nella nebbia *
Eccezionale osservazione eseguita nell’Universo primitivo, quando le galassie stavano formandosi, illuminando la densa nebbia della fase oscura. Diciamo grazie a Hubble, a Spitzer, a Subaru e soprattutto ad ALMA.
E’ più forte di me... non posso non tentare di inserirvi nell’Universo bambino, quando erano passati solo poche centinaia di milioni di anni dalla sua nascita. Al diavolo la notizia tecnica, ogni tanto bisogna saper “volare” con la mente.
Chi domina sono gli atomi di idrogeno neutri, incapaci di emettere luce. L’Universo è buio, il gas lo pervade come una fitta nebbia. Nell’oscurità, però, qualcosa si sta muovendo. Gli atomi si sentono attratti da altri atomi, si uniscono insieme, e ne attraggono altri. La forza di gravità sta decidendo il futuro del Cosmo. E’ il momento delle prime stelle e/o delle prime galassie. A loro disposizione vi è solo l’idrogeno e un po’ di elio, ma sono già sufficienti per creare nubi enormi in cui grumi ad alta densità scaldano il proprio interno fino a diventare stelle.
Sono i primi segnali luminosi del moderno Universo (dopo il rumore cosmico di fondo, un piccolo assaggio e niente più), la cui luce ha impiegato almeno tredici miliardi di anni per giungere fino a noi, oggi. Luci deboli, in mezzo alla nebbia. Riusciamo a vederne qualcuna? Abbiamo i giusti occhiali? Sì, se ne vedono di tanto in tanto, sono oggetti confusi, batuffoli di cotone, piccole galassie in cerca di compagne per crescere assieme e costruire stelle (come, per esempio, queste giovanissime galassie "pisello verde").
Ma sono proprio le prime? Si devono osservare bene per saperlo, non bastano occhiali potenti, ci vogliono orecchie fantastiche che ne captino il suono emesso nelle onde radio. Niente, ancora niente. Ciò che si osserva è antico, ma non abbastanza. Come facciamo a saperlo? Gli spettri parlano da soli. Insieme a idrogeno ed elio sono già presenti altri elementi più pesanti, che possono essere nati solo dopo la morte delle prime stelle gigantesche. Galassie giovanissime, sì, ma già diventate madri e con i primi figli immolatisi per il futuro dell’Universo.
Vorremmo andare ancora più indietro, a costo di fendere la nebbia con qualcosa di eccezionale, qualcosa come il radiotelescopio ALMA. Dategli soltanto un punto dove guardare, magari sarebbe la volta buona.
Hubble e amici hanno da tempo scoperto una strana galassia che risale a quei tempi così lontani. E’ molto strana, però, e i giapponesi la chiamano Himiko, come una loro leggendaria regina. Sì, è proprio una regina, perché è dieci volte più grande delle sorelle coetanee. Bisogna guardarla meglio. Ci si riesce ed essa mostra la sua vera natura. Non è una sola enorme e anacronistica super galassia, ma tre piccole galassie che si stanno unendo insieme. Meraviglioso!
Sarebbe già un risultato straordinario il poter assistere a un incontro amichevole e costruttivo avvenuto tredici miliardi di anni fa. Ecco, in diretta, il modo con cui le galassie sono diventate grandi come la nostra. Anzi, basta socchiudere gli occhi e si può pensare di vedere proprio la nascita della Via Lattea. Poco importerebbe, in fondo, se le tre piccole galassie portassero in grembo delle vite stellari che hanno già inseminato il gas tutt’attorno di elementi pesanti, come il carbonio, uno dei primi a essere regalato allo spazio. Quell’immagine di tre amici in avvicinamento in mezzo alla nebbia è già un qualcosa di fantastico e commovente. Potrebbe bastare…
Tuttavia, le orecchie di ALMA sono già entrate in azione e stanno “ascoltando” lo spettro luminoso che giunge dal simpatico trio. Che strano… eppure ALMA dovrebbe sentirlo. E, invece, niente… solo idrogeno. Il carbonio sembra assente, così come il silicio e l’ossigeno. Non vogliamo ancora crederci, sarebbe troppo bello! Dobbiamo però illuderci e sperare: quei tre fari nella nebbia sembrano proprio formati di gas primordiale. Se hanno figli stellari, essi sono ancora vivi e in attesa di fabbricare gli elementi più pesanti. Magari le tre amiche non hanno ancora messo su famiglia, sono ancora in attesa, in dolce attesa! Che colpo sarebbe! Che sensazionale colpo sarebbe, cari amici.
Assistere in diretta (sono, in fondo, passati solo 13 miliardi di anni, ma sembra che stia capitando adesso… come e perché ciò sia possibile lo abbiamo spiegato QUI) all’unione di tre galassie primitive, composte da solo idrogeno e un po’ di elio. Senza stelle o con stelle appena nate e non ancora trasformatesi.
Non so a voi… ma questa notizia mi fa venire le lacrime agli occhi, come guardare una foto di quando ero appena nato…
Universo, sei veramente grande!!!!
14 commenti
enzo,sempre affascinanti questi articoli e anche le tue poetiche "romanzate" non sono da meno
la continua ricerca e i futuri mezzi magari prima o poi ci permetteranno di individuare veramente gli adamo ed eva stellari,anche se qua ci potremmo essere molto vicini no?....al diradarsi della nebbia teoricamente sotto quale forma dovrebbe essere la prima struttura luminosa dell'universo?come quasar di nuclei galattici costituiti solo da gas o come stelle vere e proprie?
direi che i quasar sono i più visibili, ma implicano un buco nero centrale molto sviluppato e attivo. Un qualcosa di già evoluto... ma sono i più facili da vedere. Quando la nebbia è completamente diradata le galassie dovrebbero già essere ben formate e ricche di stelle.
Più esattamente: nella nebbia si iniziano a vedere piccole galassie, alcune già con buco nero attivo. Finora mostravano comunque segni di seconda generazione stellare. Questa è la prima che sembra proprio originaria. Proprio un Adamo ed Eva come dici tu... Speriamo almeno: sarebbe un colpo eccezionale. I quasar, in parte, nascondono completamente ciò che avviene nella galassia che li contiene: segnali chiari, ma troppo potenti.
grazie enzo,quindi siamo abbondantemente comunque entro il miliardo di anni dal big bang,giusto? questo è il nostro orizzonte osservabile no?potremo evolverci tecnologicamente finchè vorremo,ma non vedremo mai oltre... è così?si riesce a stimare teoricamente quanto era grande l'universo a questi tempi?
teoricamente potremmo vedere oggetti nati durante la nebbia della fase oscura, diciamo poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang. Possibilmente osservazioni dell'idrogeno neutro potrebbero ancora portarci un giorno a vedere il gas freddo della fase oscura. Il vero limite è la radiazione cosmica di fondo. prima di lei... niente!
Sulle dimensioni dovrei cercare, ma penso intorno ai duecento milioni di anni luce dopo il rumore di fondo (400 000 mila anni dopo il Big Bang)
Per vedere dall'altra "parete" della radiazione cosmica di fondo l'unica nostra speranza sono gli acceleratori di particelle, nella fattispecie l'LHC del CERN, nei quali cerchiamo di riprodurre le condizioni primordiali del Cosmo.
Bellissimo, questi sono veri risultati scientifici che dovrebbero essere divulgati dai media.
Il cern dovrebbe aiutarci a migliorare la nostra conoscienze sulla fisica delle particelle e quindi a comprendere, in linea teorica, il processo di formazione della materia e delle galassie all'inizio del nostro universo e anche durante la fase oscura.
Avere però la controprova delle nostre teorie tramite l'osservazione ci è preclusa della nebbia di idrogeno.
Mi chiedo, è possibile sfondare questa nebbia tramite lo studio delle onde gravitazionali e dei gravitoni?
Quest'ultime oggi non sono state ancora verificate ma è presumibile si riesca a vederle entro pochi anni....
In teoria l'universo, già nella fase oscura, avrebbe dovuto avere strutture su larga scala in grado di far sentire oggi (a strumenti precisissimi) la sua struttura gravitazionale o sbaglio?
le onde gravitazionali necessitano di interazione tra gradi masse ed esse sono durante la fase oscura... prima la materia era composta da particelle libere in una prigione dorata. Direi che sarà ben difficile leggere qualcosa che è riuscita a uscire da quella fase. E' uno scrigno segreto... e tale rimarrà... temo proprio...
aggiungo qualcosa... in realtà si potrebbe pensare alle onde gravitazionali prodotte durante la nascita stessa dell'universo, il Big Bang. Vi sono alcuni problemi. Innanzitutto noi stessi faremmo parte di questo evento e non è chiaro se si sia in grado di rivelarlo come un rumore di fondo. Non è una stella che accelera e crea onde in un contesto più ampio, ma è proprio il contesto generale che crea onde. Avevo letto che, nel caso si potesse misurare, le variazioni sarebbero di gran lunga più piccole del diametro di un protone... Insomma, per ora, fuori dalla nostra portata, comunque...
Vero, tra l'altro il discorso delle onde gravitazionali e del fatto che nascono tra interazioni di grandi masse e accelerazioni/decellerazioni era stato discusso anche poco fa.
E invece se si riuscisse a captare i gravitoni (se mai si scopriranno)?
Nel senso, loro sono le particelle mediatrici della forza di gravità.
L'uomo ha sempre studiato questa forza in base a quanto poteva osservare dell'interazione tra due oggetti e scoprendo la particolare forma geometrica dello spazio in corrispondenza di tali masse.
A fianco di questa interpretazione geometrica però dovrebbe, in teoria, affiancarsi uno scambio di particelle (gravitoni) tra le due masse.
Dato che i gravitoni hanno massa zero e che (mi sembrerebbe di aver capito) per definizione non interagiscono con la materia se non attraverso altri gravitoni, lo studio dei gravitoni più antichi mi potrebbe rivelare come la materia si stava assemblando nell'età oscura.
O ho toppato in pieno?
sì...ma riuscire a captare qualcosa che ha viaggiato così tanto... e che è così debole... Non siamo ancora riusciti a captarli per masse vicine...
Bellissimo articolo e bella foto caro Enzo. Credo che i gravitoni ci sfuggiranno per molto tempo; grandi masse che si fronteggiano con la forza di gravità, macroscopici effetti, microscopiche possibilità di rivelare chi effettivamente le provoca.
Eccezionale foto ed emozionante. Grazie.
Quanto è possibile che in una zona di disomogeneità dell'universo primitivo l'idrogeno fosse più rarefatto e che abbia tardato ad organizzarsi? Cioè, che Himiko sia primitiva ma non così vecchia?
caro Luigis,
non tutte le galassie sono nate assieme, ma sicuramente in un intervallo relativamente breve tanto da poter eliminare del tutto la fase oscura. Questa è sicuramente all'interno di quel periodo. Tuttavia, più che l'età anagrafica, ciò che importa è che sia formata da idrogeno quasi puro e quindi mostri i meccanismi formativi primitivi. Milione di anni più milione di anni meno...