venerdì 25 dicembre 2009

Per andare là dove nessun uomo è mai stato prima!

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(Immagini delle 3 galassie candidate a z=10. Da Bouwens et al., arXiv:0912.4263)

Mentre qui ci affanniamo per qualche centimetro di neve -- come se non fosse mai nevicato in Italia -- ci giunge notizia di una straordinaria scoperta effettuata per mezzo di Hubble Space Telescope (HST) da un team internazionale di ricercatori. Si tratta della scoperta di tre galassie a redshift (z) circa 10! E' il record assoluto di distanza, che supera anche il GRB dello scorso aprile a z=8.2, a soli 450 milioni di anni dal Big Bang!

L'immagine (vedi sopra), ottenuta nell'ambito del programma Hubble Deep Field 09, mostra tre galassie con magnitudine H circa 29 (un filtro infrarosso). Non è un'immagine bella, spettacolare, colorata, ma è ricca di significato scientifico, perché ci porta in un'epoca mai osservata prima. Infatti, si pensa che qualche centinaio di anni dopo il Big Bang, l'Universo si sia raffreddato formando atomi neutri. Questi atomi si sono addensati in nubi che hanno poi originato le stelle e quindi le galassie; in alternativa, singolarità spaziotemporali (buchi neri) create dalle collisioni di onde gravitazionali sviluppate dal Big Bang, hanno costituito la necessaria attrazione gravitazionale per creare galassie e quindi le stelle. Qualunque sia l'ipotesi, si pensa che a circa z=11, ovvero 13.244 miliardi di anni fa, quando l'Universo aveva appena 420 milioni di anni, le prime stelle e/o i primi quasar si siano accesi, e la radiazione emessa ha ionizzato gli atomi (epoca della re-ionizzazione).

Fino a oggi non è mai stato possibile osservare sorgenti cosmiche a z = 11, che rimane un passo fondamentale per verificare la validità delle teorie cosmologiche. La scoperta riportata da Bouwens et al. (in pubblicazione su Nature; qui c'è un preprint) si avvicina terribilmente al periodo interessato e ci porta a soli 30 milioni di anni dalla reionizzazione. Un niente, se si tiene conto dei possibili errori di misura. Gli scienziati hanno trovato 3 galassie, che secondo i modelli attuali, confermano l'importanza di queste strutture nel fornire radiazione ultravioletta necessaria per la reionizzazione e, inoltre, stabilisce che le galassie devono essersi formare in epoca anteriore a z = 10. Questo facilita l'ipotesi di una formazione dovuta alla singolarità (top-bottom) e non a un'aggregazione di stelle formatesi prima (bottom-top). Infatti, per quest'ultima ipotesi non c'è tempo sufficiente dal Big Bang. Quale sia il tipo di galassie scoperte da Bouwens non è possibile stabilirlo con la strumentazione attuale, per cui si spera che ci riesca il successore di HST, il James Webb Space Telescope.

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