Quando si tratta di studiare alcune delle galassie più lontane e più antiche dell'Universo, si presentano una serie di sfide. Oltre ad essere lontani miliardi di anni luce, queste galassie sono spesso troppo deboli per essere viste chiaramente. Fortunatamente, gli astronomi hanno fatto affidamento su una tecnica nota come lente gravitazionale, in cui la forza gravitazionale di un grande oggetto (come un ammasso galattico) viene utilizzata per migliorare la luce di queste galassie più deboli.
Usando questa tecnica, un team internazionale di astronomi ha recentemente scoperto una galassia distante e tranquilla che altrimenti sarebbe passata inosservata. Guidato da ricercatori dell'Università delle Hawaii a Manoa, il team ha utilizzato il telescopio spaziale Hubble per condurre il caso più estremo di lenti gravitazionali fino ad oggi, che ha permesso loro di osservare la debole galassia conosciuta come eMACSJ1341-QG-1.
Lo studio che descrive i loro risultati è apparso di recente in The Astrophysical Journal Letterssotto il titolo "Trenta volte: Extreme Gravitational Lensing of a Quiescent Galaxy at z = 1,6 ″. Guidato da Harald Ebeling, astronomo dell'Università delle Hawaii a Manoa, il team comprendeva membri del Niels Bohr Institute, del Center Nationale de Recherche Scientifique (CNRS), dello Space Telescope Science Institute e dell'European Southern Observatory (ESO).
Per motivi di studio, il team ha fatto affidamento sul massiccio ammasso di galassie noto come eMACSJ1341.9-2441 per ingrandire la luce proveniente da eMACSJ1341-QG-1, una galassia distante e più debole. In termini astronomici, questa galassia è un esempio di "galassia quiescente", che lo sono sostanzialmente galassie più vecchie che hanno in gran parte esaurito le loro scorte di polvere e gas e quindi non formano nuove stelle.
Il team ha iniziato prendendo le immagini della debole galassia con il Hubble e quindi condurre il follow-up osservazioni spettroscopiche usando lo spettrografo ESO / X-Shooter - che fa parte del Very Large Telescope (VLT) presso l'Osservatorio Paranal in Cile. Sulla base delle loro stime, il team ha stabilito che erano in grado di amplificare la galassia di sfondo di un fattore 30 per l'immagine primaria e un fattore sei per le due immagini rimanenti.
Questo rende eMACSJ1341-QG-1 la galassia quiescente maggiormente amplificata finora scoperta e con un margine piuttosto ampio! Come Johan Richard - un assistente astronomo dell'Università di Lione che ha eseguito i calcoli sulle lenti e un coautore dello studio - ha indicato in un comunicato dell'Università delle Hawaii:
"L'altissimo ingrandimento di questa immagine ci offre una rara opportunità di studiare le popolazioni stellari di questo oggetto distante e, in definitiva, di ricostruirne la forma e le proprietà non distorte."
Anche se altri ingrandimenti estremi sono stati condotti in precedenza, questa scoperta ha stabilito un nuovo record per l'ingrandimento di una rara galassia di riposo quiescente. Queste galassie più vecchie non sono solo molto difficili da rilevare a causa della loro bassa luminosità; lo studio di questi può rivelare alcune cose molto interessanti sulla formazione e l'evoluzione delle galassie nel nostro Universo.
Come Ebeling, un astronomo dell'Istituto di astronomia dell'UH e autore principale dello studio, ha spiegato:
“Siamo specializzati nella ricerca di cluster estremamente massicci che fungono da telescopi naturali e hanno già scoperto molti casi entusiasmanti di lenti gravitazionali. Questa scoperta si distingue, tuttavia, come l'enorme ingrandimento fornito da eMACSJ1341 ci permette di studiare in dettaglio un tipo molto raro di galassia. "
Le galassie quiescenti sono comuni nell'universo locale e rappresentano il punto finale dell'evoluzione galattica. Come tale, questa scoperta da record potrebbe offrire alcune opportunità uniche per studiare queste galassie più vecchie e determinare perché la formazione stellare si è conclusa in esse. Come Mikkel Stockmann, un membro del team dell'Università di Copenaghen ed esperto nell'evoluzione della galassia, ha spiegato:
“[A] s guardiamo galassie più distanti, guardiamo anche indietro nel tempo, quindi vediamo oggetti più giovani e che non avrebbero dovuto ancora esaurire la loro fornitura di gas. Capire perché questa galassia ha già smesso di formare stelle può darci indizi critici sui processi che regolano il modo in cui le galassie si evolvono. "
Allo stesso modo, recente sono stati condotti studi che suggeriscono che la presenza di un Supermassive Black Hole (SMBH) potrebbe essere ciò che è responsabile per le galassie che diventano quiescenti. Mentre i potenti getti che creano questi buchi neri iniziano a drenare il nucleo delle galassie dalla loro polvere e gas, le potenziali stelle si trovano affamate del materiale di cui avrebbero bisogno per subire il collasso gravitazionale.
Nel frattempo, le osservazioni di follow-up di eMACSJ1341-QG1 vengono condotte utilizzando i telescopi presso l'Osservatorio Paranal in Cile e gli Osservatori Maunakea alle Hawaii. Ciò che queste osservazioni rivelano sicuramente ci dirà molto su ciò che un giorno diventerà la nostra Galassia della Via Lattea, quando l'ultima polvere e gas si esauriranno e tutte le sue stelle diventeranno giganti rosse e nane rosse di lunga vita.
