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H2020

ZoomInTheDust — Risultato in breve

Project ID: 707601
Finanziato nell'ambito di: H2020-EU.1.3.2.
Paese: Regno Unito
Dominio: Spazio, Ricerca di base

Gli scienziati si concentrano sulle galassie ellittiche

Le galassie possono avere molte forme, tra queste ci sono quelle «ellittiche», immensi ammassi a forma di palla che comprendono fino a un bilione di stelle. Un’iniziativa finanziata dall’UE ha studiato la loro formazione ed evoluzione usando un approccio basato sul fenomeno della lente gravitazionale.
Gli scienziati si concentrano sulle galassie ellittiche
Le galassie ellittiche sono quelle più antiche e massive che si osservano oggi nell’universo. Il progetto di Orizzonte 2020 ZoomInTheDust, finanziato dall’UE, ha studiato la fase iniziale oscurata dalla polvere nella formazione delle galassie ellittiche per comprendere meglio i meccanismi che guidano la loro intensa formazione di stelle e la loro successiva evoluzione. «Le fasi iniziali nella formazione delle galassie ellittiche possono essere meglio sondate nelle lunghezze d'onda del lontano infrarosso/inferiori al millimetro, dove le radiazioni UV/ottiche di quelle appena formate sono rielaborate dalla polvere», dice il ricercatore dott. Mattia Negrello.

Portata a termine utilizzando l’Herschel Space Observatory dell’Agenzia spaziale europea, come parte della Astrophysical Terahertz Large Area Survey (H-ATLAS) guidata dall’Università di Cardiff, l’iniziativa ha sfruttato delle osservazioni a lunghezze d'onda inferiori al millimetro. L’indagine ha identificato delle distanti proto-ellittiche polverose e, tra queste, quelle che hanno subito il fenomeno della lente gravitazionale. Questo fenomeno è il risultato del campo gravitazionale di un oggetto massivo, come per esempio una galassia, che flette i raggi di luce che passano come una lente malformata, come previsto da Albert Einstein nella sua Teoria della Relatività.

Telescopi cosmici

Poiché differenti fotoni giungono sulla Terra percorrendo delle strade completamente differenti attorno alla «lente», si osservano immagini multiple della galassia sullo sfondo, che a volte si combinano a formare una struttura simile a un anello, conosciuta come anello di Einstein. Le immagini multiple sono solitamente versioni su scala maggiore della galassia sullo sfondo, che offrono quindi una vista ingrandita di essa.

«Le lenti gravitazionali sono dei telescopi cosmici naturali: ci consentono di localizzare tenui galassie distanti e di vedere i loro dettagli a scala fine», spiega il dott. Negrello. «Accrescendo la brillantezza delle sorgenti e incrementando le loro dimensioni angolari nel cielo, la lente gravitazionale fornisce una vista ingrandita dell’universo distante». ZoomInTheDust ha sfruttato una nuova metodologia per l’identificazione degli eventi di lente gravitazionale che il dott. Negrello ha convalidato usando i primi dati raccolti da H-ATLAS.

Tra i risultati fondamentali c’è il più grande campione di galassie selezionate ingrandite con lente inferiori al millimetro finora mai raccolto. Queste sono ora usate per studiare le fasi iniziali nella formazione delle galassie più massive nell’universo e per sondare le proprietà del mezzo interstellare nell’universo distante. Le scoperte mostrano inoltre che la maggior parte delle galassie inferiori al millimetro più brillanti nell’universo sono eventi di lente gravitazionale e non intrinsecamente galassie «mostruose» super brillanti, fornendo quindi nuovi limiti importanti per i modelli di formazione ed evoluzione delle galassie.

Come si formano le galassie

Il progetto ha sviluppato anche un codice per la modellizzazione di galassie selezionate ingrandite con lente inferiori al millimetro che, per la prima volta, amplia i metodi all’avanguardia per la modellizzazione della lente e la ricostruzione della sorgente al fine di lavorare con dati interferometrici. L’interferometria coinvolge tecniche che sovrappongono le onde elettromagnetiche, sfruttando il fenomeno dell’interferenza per ricavare informazioni.

Applicando il codice a dati interferometrici esistenti provenienti dalle galassie ingrandite con lente di H-ATLAS, i ricercatori hanno riesaminato la precedente analisi e hanno fornito stime più attendibili del fattore di ingrandimento di queste galassie e delle dimensioni e della morfologia delle loro regioni in cui si formano le stelle. Secondo il dott. Negrello: «Si ritiene che le galassie massive si formino o mediante collisione di due galassie che si sono formate in modo indipendente o mediante il costante accrescimento di gas proveniente dall’ambiente circostante. Anche se questi differenti scenari sono ancora oggetto di un dibattito molto acceso all’interno della comunità astronomica, l’analisi delle galassie ingrandite con lente di H-ATLAS sembra essere a favore della seconda modalità di formazione delle galassie».

ZoomInTheDust sta già giovando alla comunità scientifica con il campione di H-ATLAS delle galassie ingrandite con lente, che fornisce eccellenti bersagli per le osservazioni in corso e quelle future di approfondimento che esplorano con dettagli senza precedenti le proprietà morfologiche e dinamiche delle polverose galassie dove si formano le stelle. «Il progetto rappresenta una nuova frontiera nel campo della lente gravitazionale, che finora era stato il dominio esclusivo dell’astronomia ottica e della radioastronomia», conclude il dott. Negrello.

Keywords

ZoomInTheDust, galassie ellittiche, Herschel Astrophysical Terahertz Large Area Survey (H-ATLAS), lente gravitazionale, Herschel Space Observatory