Un enorme superammasso di galassie nell’universo primordiale

Un enorme superammasso di galassie nell'universo primordiale

Un’immagine in falsi colori dell’emissione nel lontano infrarosso da un massiccio protocluster di galassie (nel cerchio) risalente all’epoca di circa 1,4 miliardi di anni dopo il big bang. Gli astronomi hanno completato osservazioni ottiche e infrarosse profonde del complesso e hanno concluso che i processi di formazione stellare in atto, sebbene eccezionalmente attivi, sembrano generalmente seguire gli stessi processi osservati nella nostra galassia. Credito: NASA/ESA/Herschel; Miller et al.

La struttura dell’universo è spesso descritta come una rete cosmica di filamenti, nodi e vuoti, con i nodi che sono ammassi di galassie, i più grandi oggetti legati gravitazionalmente conosciuti. Si pensa che questi nodi siano stati seminati da fluttuazioni di densità di piccola ampiezza come quelle osservate nel fondo cosmico a microonde (CMB) che sono cresciute fino a collassare nelle strutture viste oggi. Sebbene la CMB sia ben compresa e i dettagli degli ammassi di galassie odierni siano ben descritti, le fasi intermedie dell’evoluzione mancano di osservazioni sufficienti per vincolare i modelli. Le tradizionali ricerche sugli ammassi di galassie presumono che questi oggetti abbiano avuto abbastanza tempo per equilibrarsi in modo che il gas intergalattico si sia riscaldato abbastanza da essere rilevato nell’emissione di raggi X. Per rilevare le galassie e i protocluster più distanti che sono troppo deboli per essere rilevati nei raggi X, gli astronomi usano invece la loro emissione infrarossa o submillimetrica luminosa.

Il superammasso SPT2349−56, scoperto nella banda submillimetrica dal South Pole Telescope, è così distante che la sua luce viaggia da oltre dodici miliardi di anni. Ospita oltre trenta galassie di luminosità submillimetrica e dozzine di altre galassie di formazione stellare luminose e/o confermate spettroscopicamente. È uno dei complessi di formazione stellare più attivi conosciuti, producendo oltre diecimila stelle all’anno. Una delle sue sorgenti luminose sembra essere la fusione di oltre venti galassie. La massa stellare del sistema, tuttavia, non era nota, rendendo impossibile ad esempio sapere se l’enorme esplosione di stelle fosse il risultato di una straordinaria efficienza o semplicemente fosse sorta perché il sistema era così estremamente grande.

L’astronomo CfA Matthew Ashby era un membro di un team che ora ha completato osservazioni molto profonde in ottica e lunghezze d’onda infrarosse per ottenere le masse stellari attraverso analisi di distribuzione spettrale di energia (SED). Hanno usato i telescopi spaziali Gemini e Hubble per ottenere misurazioni del flusso ottico/vicino infrarosso e la telecamera IRAC di Spitzer per il flusso infrarosso. Per modellare i SED, le numerose sorgenti puntiformi rilevate devono essere abbinate tra loro a tutte le lunghezze d’onda. Si tratta di un’impresa complessa e gli scienziati descrivono i processi per farlo, affrontando anche la grave fusione che può verificarsi a causa di una risoluzione spaziale inadeguata nell’infrarosso.

Secondo i loro risultati pubblicati in Avvisi mensili della Royal Astronomical Societyil astronomi trova che la massa stellare in questo ammasso primordiale rispetto al suo tasso di formazione stellare è vicino al valore misurato nelle galassie vicine (“normali”), una conclusione che suggerisce che i processi di formazione stellare in atto sono simili a quelli dell’universo locale. L’ammasso, tuttavia, mostra un deficit di gas molecolare, suggerendo che l’attività si sta avvicinando alla fine di questa fase tumultuosa poiché la materia prima gassosa per le stelle viene dissipata.


Un enorme protocluster di galassie in fusione nell’universo primordiale


Maggiori informazioni:
Ryley Hill et al, Rapido accumulo del contenuto stellare nel nucleo del protocluster SPT2349-56 a z = 4,3, Avvisi mensili della Royal Astronomical Society (2021). DOI: 10.1093/mnras/stab3539

Citazione: Un enorme superammasso di galassie nell’universo primordiale (2022, 20 giugno) recuperato il 21 giugno 2022 da https://phys.org/news/2022-06-massive-galaxy-supercluster-early-universe.html

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