Un gruppo di galassie appena scoperte con la tecnica della rottura di Lyman. Credito d'immagine: astronomia e astrofisica. clicca per ingrandire
Un team internazionale di astronomi ha eseguito una delle indagini più dettagliate sulle galassie più distanti. Queste galassie sono così lontane, le vediamo come sembravano quando l'Universo aveva meno della metà della sua età attuale. Una delle grandi sorprese di questo sondaggio; tuttavia, è quanto queste giovani galassie corrispondono alle strutture che vediamo nell'Universo attuale. Ciò significa che le galassie probabilmente si sono evolute attraverso collisioni e fusioni molto prima di quanto si credesse in precedenza.
Un team di astronomi provenienti da Francia, Stati Uniti, Giappone e Corea, guidati da Denis Burgarella, ha recentemente scoperto nuove galassie nell'Universo primordiale. Sono stati rilevati per la prima volta sia nelle lunghezze d'onda del vicino UV sia nell'infrarosso lontano. Le loro scoperte saranno riportate in un prossimo numero di Astronomia e Astrofisica. Questa scoperta è un nuovo passo per capire come si evolvono le galassie.
L'astronomo Denis Burgarella (Observatoire Astronomique Marsiglia Provenza, Laboratoire d'Astrophysique de Marsiglia, Francia) e i suoi colleghi di Francia, Stati Uniti, Giappone e Corea, hanno recentemente annunciato la loro scoperta di nuove galassie nell'Universo primordiale sia per la prima volta nelle lunghezze d'onda del vicino UV e del lontano infrarosso. Questa scoperta porta alla prima approfondita indagine sulle prime galassie. La scoperta verrà riportata in un prossimo numero di Astronomia e Astrofisica.
La conoscenza delle prime galassie ha fatto grandi progressi negli ultimi dieci anni. Dalla fine del 1995, gli astronomi hanno utilizzato una nuova tecnica, nota come "tecnica del Lyman-break". Questa tecnica consente di rilevare galassie molto distanti. Sono visti come erano quando l'Universo era molto più giovane, fornendo così indizi su come le galassie si formassero e si evolvessero. La tecnica della rottura del Lyman ha spostato ulteriormente la frontiera dei sondaggi di galassie distanti fino a redshift z = 6-7 (ovvero circa il 5% dell'attuale era dell'Universo). In astronomia, il redshift indica lo spostamento di un'onda di luce da una galassia che si allontana dalla Terra. L'onda di luce viene spostata verso lunghezze d'onda più lunghe, cioè verso l'estremità rossa dello spettro. Più è alto il redshift di una galassia, più è lontano da noi.
La tecnica della rottura di Lyman si basa sulla caratteristica "scomparsa" di galassie distanti osservate nelle lunghezze d'onda UV lontane. Poiché la luce proveniente da una galassia lontana viene quasi completamente assorbita dall'idrogeno a 0,912 nm (a causa delle linee di assorbimento dell'idrogeno, scoperte dal fisico Theodore Lyman), la galassia "scompare" nel filtro ultravioletto lontano. La Figura 2 illustra la? Scomparsa? della galassia nel filtro UV lontano. La discontinuità di Lyman dovrebbe teoricamente verificarsi a 0,912 nm. I fotoni a lunghezze d'onda più brevi vengono assorbiti dall'idrogeno attorno alle stelle o all'interno delle galassie osservate. Per le galassie ad alto spostamento verso il rosso, la discontinuità di Lyman è spostata verso il rosso in modo che si verifichi a una lunghezza d'onda più lunga e possa essere osservata dalla Terra. Dalle osservazioni terrestri, gli astronomi possono attualmente rilevare le galassie con un intervallo di spostamento rosso da z ~ 3 a z ~ 6. Tuttavia, una volta rilevato, è ancora molto difficile ottenere ulteriori informazioni su queste galassie perché sono molto deboli.
Per la prima volta, Denis Burgarella e il suo team sono stati in grado di rilevare galassie meno distanti attraverso la tecnica della rottura di Lyman. Il team ha raccolto dati di varie origini: dati UV dal satellite GALEX della NASA, dati a infrarossi dal satellite SPITZER e dati nella portata visibile dei telescopi ESO. Da questi dati, hanno selezionato circa 300 galassie che mostrano una scomparsa a raggi ultravioletti. Queste galassie hanno uno spostamento verso il rosso che va da 0,9 a 1,3, cioè sono osservate in un momento in cui l'Universo aveva meno della metà della sua età attuale. Questa è la prima volta che viene scoperto un grande campione di galassie Lyman Break su z ~ 1. Dato che queste galassie sono meno distanti rispetto ai campioni finora osservati, sono anche più luminose e più facili da studiare a tutte le lunghezze d'onda, consentendo in tal modo un'analisi profonda da UV a infrarossi.
Precedenti osservazioni di galassie distanti hanno portato alla scoperta di due classi di galassie, una delle quali include galassie che emettono luce nelle gamme di lunghezze d'onda visibili e vicine ai raggi UV. L'altro tipo di galassia emette luce negli intervalli infrarossi (IR) e submillimetrici. Le galassie UV non sono state osservate nel raggio infrarosso, mentre le galassie IR non sono state osservate nel raggio UV. Era quindi difficile spiegare come tali galassie potessero evolversi nelle galassie odierne che emettono luce a tutte le lunghezze d'onda. Con il loro lavoro, Denis Burgarella e i suoi colleghi hanno fatto un passo verso la risoluzione di questo problema. Osservando il loro nuovo campione di galassie z ~ 1, hanno scoperto che circa il 40% di queste galassie emette luce anche nel raggio infrarosso. Questa è la prima volta che viene osservato un numero significativo di galassie distanti sia nelle gamme di lunghezze d'onda UV che IR, incorporando le proprietà di entrambi i principali tipi.
Dalle loro osservazioni su questo campione, il team ha anche dedotto varie informazioni su queste galassie. La combinazione di misure UV e infrarossi consente di determinare per la prima volta la velocità di formazione delle stelle in queste galassie distanti. Le stelle si formano lì molto attivamente, ad un ritmo compreso tra poche centinaia e mille stelle all'anno (solo poche stelle si formano attualmente nella nostra Galassia ogni anno). Il team ha anche studiato la loro morfologia e mostra che la maggior parte di loro sono galassie a spirale. Fino ad oggi, si riteneva che galassie distanti fossero principalmente galassie interagenti, con forme irregolari e complesse. Denis Burgarella e i suoi colleghi hanno ora dimostrato che le galassie nel loro campione, viste quando l'Universo aveva circa il 40% della sua età attuale, hanno forme regolari, simili alle galassie odierne come la nostra. Portano un nuovo elemento nella nostra comprensione dell'evoluzione delle galassie.
Fonte originale: Comunicato stampa Astronomia e Astrofisica
