Gli astronomi del Caltech Institute hanno ripreso le immagini inedite del mezzo intergalattico (IGM), il gas diffuso che collega le galassie in tutto l'Universo, con il Cosmic Web Imager (sviluppato dal professor Christopher Martin) posto sulla Hale da 200 pollici del telescopio Palomar Observatory.
Dalla fine degli anni '80 e primi del '90, i teorici hanno previsto che il gas primordiale del Big Bang non fosse distribuito uniformemente in tutto lo spazio ma che lo fosse in canali che attraversano le galassie e scorrono tra di loro.
Questa "rete cosmica" detta IGM è una rete di filamenti più piccoli e più grandi che si incrociano l'un l'altro attraverso la vastità dello spazio e indietro nel tempo fino ad un'epoca in cui le galassie si stavano ancora formando e le stelle venivano prodotte ad un ritmo vertiginoso.
Martin descrive il gas diffuso della IGM come "materia debole", per distinguerla dalla materia luminosa di stelle e galassie e dalla materia e dall'energia oscura che compongono la maggior parte dell'Universo.
Anche se si potrebbe non pensare così in una luminosa giornata di sole o anche una notte stellata, il 96% della massa e dell'energia nell'Universo è energia oscura e materia oscura (teorizzata da Caltech Fritz Zwicky nel 1930), la cui esistenza è nota solo a causa dei suoi effetti sul restante 4% del visibile.
Di questo 4% che è la materia normale, solo un quarto è costituito da stelle e galassie, gli oggetti luminosi che illuminano il nostro cielo notturno.
Il resto, è l'IGM o "materia dim" che è difficile da vedere. Prima dello sviluppo del Cosmic Web Imager , l'IGM è stata osservato principalmente tramite l'assorbimento in primo piano della luce, attraverso ad esempio la Terra e un oggetto distante come un quasar (il nucleo di una giovane galassia) .
"Quando si guarda il gas tra noi e un quasar, si ha una sola linea di vista", spiega Martin. "Sai che c'è qualche gas più lontano, c'è qualche gas più vicino e ci sono alcuni gas nel mezzo, ma non c'è alcuna informazione su come il gas sia distribuito nelle tre dimensioni".
Matt Matuszewski, un ex studente laureato presso Caltech che ha contribuito a costruire il Cosmic Imager Web ed è ora uno scienziato al Caltech, paragona questa visione come osservare un paesaggio urbano complesso attraverso alcune strette fessure in un muro. Solo aprendo la fessura si può vedere che ci sono edifici, grattacieli, strade, ponti, auto e persone a piedi per le strade. Solo scattando una foto si può capire come tutti questi componenti si incastrino e sapere che si sta guardando una città".
Martin e il suo team hanno ora visto il primo assaggio della città di materia dim. Non è piena di grattacieli e ponti ma è sia visivamente che scientificamente emozionante.
I primi filamenti cosmici osservati dal Cosmic Web Imager sono nelle vicinanze di due oggetti molto luminosi: un quasar etichettato QSO 1549 +19 e un cosiddetto < b>blob Lyman Alpha
in un ammasso di galassie emergente conosciuta come SSA22. Questi oggetti sono stati scelti da Martin per le osservazioni iniziali perché sono luminosi e permetteno all'IGM di rilevarne il segnale rilevabile .
Le osservazioni mostrano un filamento sottile, lungo un milione di anni luce che scorre nel quasar, forse alimentando la crescita della galassia che ospita il quasar.
Nel frattempo, vi sono tre filamenti che circondano il blob Lyman Alpha, con una rotazione che mostra come il gas da questi filamenti defluisca verso il blob alterandone le dinamiche.
Il Cosmic Web Imager è un imager spettrografico, che scatta foto a molte lunghezze d'onda differenti simultaneamente. Questa è una tecnica potente per indagare oggetti astronomici, in quanto rende possibile vederli ma anche conoscerne la loro composizione, la massa e la velocità.
Nelle condizioni previste per i filamenti della rete cosmica, l'idrogeno è l'elemento dominante ed emette luce alla lunghezza d'onda ultravioletta chiamate Lyman alpha.
Il blocco dell'atmosfera terrestre per la luce a lunghezze d'onda ultraviolette, obbliga ad essere al di fuori di essa per osservarli, come ad esempio da un satellite o da un palloncino ad alta quota.
Tuttavia, se l'emissione Lyman Alfa risulta molto più lontano da noi, cioè, ci viene da un tempo precedente nell'Universo, poi arriva ad una lunghezza d'onda maggiore (un fenomeno noto come redshifting m) . Questo porta il segnale alfa Lyman nello spettro visibile tale da poter passare attraverso l'atmosfera ed essere rilevato da telescopi terrestri come il Cosmic Web Imager.
Gli oggetti osservati dal Cosmic Web Imager sono posti a circa 2 miliardi di anni dopo il Big Bang, un tempo di rapida formazione stellare nelle galassie.
"Nel caso della blob Lyman Alpha" dice Martin, "Penso che stiamo guardando un disco protogalattico gigante di quasi 300.000 anni luce di diametro, tre volte le dimensioni della Via Lattea".
Il Cosmic Web Imager è stato finanziato dalle sovvenzioni dal NSF e Caltech. Dopo aver implementato con successo lo strumento presso l'Osservatorio Palomar, il gruppo di Martin sta sviluppando una versione più sensibile e versatile dell'Imager Web Cosmic per l'uso sul WM Keck Observatory di Mauna Kea alle Hawaii. I filamenti gassosi e le strutture che vediamo intorno al quasar e al blob Lyman Alpha sono insolitamente brillanti. Il nostro obiettivo è quello di essere finalmente in grado di vedere il mezzo intergalattico ovunque", dice Martin .
I piani sono in corso anche per le osservazioni della IGM da un telescopio a bordo di un pallone d'alta quota, il FIREBALL ( Faint Intergalactic redshift Emission Balloon ) e da un satellite l'ISTOS (Imaging Telescope spettroscopica Origins Survey).
In virtù di bypassare la maggior parte della nostra atmosfera i due strumenti permetteranno di osservare l'emissione Lyman Alpha e quindi l' IGM che sono più vicini a noi, cioè che provengono da epoche più recenti dell'Universo.
Fonte:
La storia di cui sopra si basa su materiali forniti dal California Institute of Technology. L'articolo originale è stato scritto da Cynthia Eller.
http://www.sciencedaily.com/releases/2014/04/140429185005.htm
Foto d'apertura:
Immagine del blob Lyman Alpha osservato dal Cosmic Web Imager e una simulazione della rete cosmica basata sulle previsioni teoriche.
Credit: Christopher Martin, Robert Hurt
Traduzione e adattamento a cura di Arthur McPaul
Foto di apertura
I dati del Chandra X-ray Observatory della NASA sono stati utilizzato per scoprire 26 candidati buchi neri nel vicino galattico della Via Lattea, Andromeda. (Credit: X-ray: NASA / CXC / SAO / R Barnard, Z. Lee et al, Ottico:.. NOAO / AURA / NSF / REU Program / B. Schoening, V. Harvey e Descubre Foundation / CAHA / OAUV / DSA / V. Peris)
Fonte:
http://www.sciencedaily.com/releases/2013/06/130612154019.htm
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