Le galassie più lontane nascondono i segreti della loro evoluzione e di quella dell’intero Universo. Purtroppo la luce giunge a noi molto “affaticata” e ben difficilmente queste strutture primordiali si riescono a vedere e se si vedono ben poca informazione è contenuta nelle immagini. E’ già tanto che si riescano a distinguere le stelle, a volte ancora in  mezzo alla nebbia dell’era oscura.

Purtroppo,  le stelle che brillano sono già nate e il loro idrogeno sta trasformandosi in elio a temperature elevatissima. Molto più importante sarebbe sapere quanta riserva di carburante hanno a disposizione. Solo così potremmo capire meglio l’evoluzione e la massa delle galassie appena formate o ancora nella loro infanzia.

Il carburante delle stelle è soprattutto idrogeno, ma un idrogeno molto freddo se no non riuscirebbe a collassare sotto l’azione della gravità. Insomma, si fa una grande fatica a vedere ciò che è già nato, ma quello che deve ancora nascere  rimane nascosto e segreto. Un po’ come se si vedesse solo la punta di un iceberg : sotto può esserci poco o niente oppure una vera montagna. E questa differenza è essenziale per capire con chi abbiamo a che fare.

Il problema è che per emettere luce (ormai lo sapete molto bene) una certa nube di materia deve essere molto calda, ma se è molto calda non è in grado di formare stelle e il serpente si morde la coda.

In breve, è necessario valutare con grande accuratezza l’idrogeno molecolare, quello freddo e stabile che non vede l’ora di aggregarsi in nuove stelle. Sappiamo che potrebbe essere utile la riga a 21 cm, ma sfortunatamente non si è ancora in grado di rilevarla sufficientemente bene, anzi… Inoltre, l’ideale è l’idrogeno molecolare e non quello atomico, dato che il gas più freddo tende a formare molecole.

Come fare? Finora si è usato un trucco  abbastanza valido. Si è studiata la presenza di qualche altro composto chimico presente nelle nubi di idrogeno molecolare che fosse in grado di farsi vedere attraverso deboli righe di emissione. E’ stato scelto il monossido di carbonio (CO), composto molto velenoso da noi, ma indispensabile per sentire una voce appena percettibile. Non è certo facile convertire l’abbondanza di CO in abbondanza di idrogeno molecolare, ma una serie di procedure molto complesse riesce a permetterlo, in prima approssimazione.

Meglio che niente, ma l’imprecisione è di norma. Pensate solo che tra quantità di CO e di idrogeno vi è un rapporto di 1 su 10 000. Tuttavia, ALMA (per saperne di più, leggete QUI) è lo strumento ideale per ottenere informazioni di questo tipo. Anzi, è perfino sprecato… dato che si trova a 5000 metri nel deserto cileno di Atacama, nel luogo forse più secco al mondo. In tali condizioni potrebbe permettersi di studiare qualche altra riga spettrale, magari più importante per stabilire la quantità effettiva di idrogeno molecolare. Sì, ma quale?

Ed ecco che due supercomputer si sono messi al lavoro per servire il pranzo ad ALMA. Hanno simulato la formazione di una galassia e hanno analizzato i vari tipi di composti che potrebbero trovarsi al suo interno e le rispettive abbondanze. L’elemento ideale c’è’ ed è nient’altro che il carbonio neutro, capace di mostrate righe piuttosto indicative. Molto meglio del CO.

Purtroppo, il vapor d’acqua dell’atmosfera terrestre non ama il carbonio e l’assorbe quasi completamente, come se infilasse degli occhiali neri davanti ai telescopi.  Ma non ad ALMA. Esso si trova talmente in alto e in un’atmosfera così trasparente che riesce a vedere piuttosto bene le righe del carbonio. Probabilmente riuscirà anche a localizzare galassie dove non si vede niente, ma, ancora più importante,potrà risalire con buona accuratezza all’abbondanza di idrogeno freddo e pronto a formare nuove stelle.

La galassia creata apposta per ALMA sembra aprire una nuova finestra verso l’Universo primordiale, quando le galassie stavano dando il meglio. Una tecnica osservativa del tutto rivoluzionaria. Ora non resta che mettere ALMA alla prova, ma gli astrofisici del progetto sono molto ottimisti.

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