Grazie a un sondaggio estremamente profondo con due dei telescopi ESO del Very Large Telescope (VLT) e un filtro costruito su misura, gli astronomi hanno determinato che una larga parte delle galassie vecchie oltre 10 miliardi anni, sono ancora da scoprire.
Gli astronomi utilizzano spesso la forte "impronta digitale" della luce emessa dall'idrogeno nota come "linea Lyman-alpha" per sondare la quantità di stelle formate nel lontano Universo. Eppure ci sono stati forti sospetti che molte galassie lontane passino inosservate in queste indagini. Un nuovo sondaggio del VLT dimostra per la prima volta che questo è esattamente ciò che sta accadendo. La maggior parte della "luce Lyman-alpha" è intrappolata all'interno della galassia che la emette, e il 90% delle galassie non si presentano nelle indagini Lyman-alpha.
"Gli astronomi hanno sempre saputo che erano scomparse alcune frazioni di galassie nelle indagini Lyman-alpha", spiega Matthew Hayes, l'autore principale del documento, pubblicato su Nature, "ma per la prima volta ora abbiamo una misurazione." Il numero di galassie mancati è sostanziale. "
Per capire a quanto ammonta la luminosità mancante, Hayes e il suo team hanno usato la macchina fotografica FORS del VLT e un filtro a banda stretta, per misurare la luce Lyman-alpha, secondo la metodologia standard. Quindi, utilizzando la nuova telecamera HAWK-I, collegata ad un'altra unità del VLT, hanno la stessa area di indagine dello spazio per la luce emessa alla lunghezza d'onda diversa, dell'idrogeno incandescente, nota come la linea H-alfa. Sono state esaminate più galassie la cui luce ha viaggiato per 10 miliardi di anni (redshift 2.2), in una zona ben studiata del cielo, nota come il campo GOODS-South.
Per capire a quanto ammonta la luminosità mancante, Hayes e il suo team hanno usato la macchina fotografica FORS del VLT e un filtro a banda stretta, per misurare la luce Lyman-alpha, secondo la metodologia standard. Quindi, utilizzando la nuova telecamera HAWK-I, collegata ad un'altra unità del VLT, hanno la stessa area di indagine dello spazio per la luce emessa alla lunghezza d'onda diversa, dell'idrogeno incandescente, nota come la linea H-alfa. Sono state esaminate più galassie la cui luce ha viaggiato per 10 miliardi di anni (redshift 2.2), in una zona ben studiata del cielo, nota come il campo GOODS-South.
"Questa è la prima volta abbiamo osservato una porzione di cielo così profondamente nella linea di assorbimento dell'idrogeno a queste due lunghezze d'onda molto specifiche, rivelandosi cruciale, dice un membro del team Göran Östlin. Il sondaggio è stato molto profondo, e ci ha permesso di scoprire alcune delle più deboli galassie conosciute in questa epoca primordiale nella vita dell'Universo. Gli astronomi hanno potuto così concludere che i sondaggi tradizionali fatti con la linea Lyman-alpha vedono solo una piccola parte della luce totale che viene prodotta, poiché la maggior parte dei fotoni Lyman-alfa vengono distrutti per interazione con le nubi interstellari di gas e polvere. Questo effetto è drammaticamente più significativo per la Lyman-alfa che per la luce H-alfa. Come risultato, molte galassie, con una drammatica proporzione del 90%, risulterebbero invisibili a queste indagini. "Ogni dieci galassie osservate, ce ne potrebbeeo essere un centinaio nascoste", dice Hayes.
Con diversi metodi di osservazione, l'ampiezza della luce emessa a diverse lunghezze d'onda, ci porta sempre a una visione dell'universo che è solo parzialmente completa. I risultati di questa indagine pongono un severo avvertimento per i cosmologi, in quanto la traccia della luce Lyman-alfa diventa sempre più invocata in sede di esame delle galassie molto primordiali dell'Universo. "Ora che sappiamo la quantità di luce che manca all'appello, potremo iniziare a creare rappresentazioni molto più accurate del cosmo, comprendendo meglio quanto velocemente le stelle si sono formate in tempi diversi nella vita dell'Universo", dice il co-autore Miguel Mas-Hesse.
La svolta è stata possibile grazie alla fotocamera HAWK-I, all'attivo dal 2007, che rappresenta uno degli strumenti d'avanguardia. "Ci sono poche altre fotocamere con un campo di visione più ampio di HAWK-I, e sono su telescopi dal diametro speculare meno della metà delle dimensioni del VLT. Così solo VLT / HAWK-I, in realtà, è in grado di trovare in modo efficace queste deboli galassie a queste distanze ", afferma un membro del team Daniel Schaerer.
traduzione a cura di Arthur McPaul
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