Questa nuova immagine della campagna Hubble Ultra Deep Field (HUDF) del 2012 rivela una popolazione mai vista prima di sette galassie lontane, che si osservano quando compaiono in un periodo compreso tra 350 e 600 milioni di anni dopo il Big Bang. Ellis (Caltech) e il team UDF 2012
Gli astronomi che utilizzano il telescopio spaziale Hubble della NASA hanno individuato alcune delle galassie più distanti, oscure e antiche mai rilevate in un nuovo sondaggio. Le immagini, scattate con Wide Field Camera 3 (WFC 3) di Hubble, sembrano più indietro nel tempo rispetto a qualsiasi precedente osservazione di Hubble, fornendo informazioni sulle condizioni dell'Universo primordiale.
"Questa è una versione scientifica della storia della Genesi", ha detto l'astronomo Avi Loeb dell'Università di Harvard.
Le sette galassie distanti rappresentano una popolazione di galassie mai vista prima che si è formata più di 13 miliardi di anni fa, quando l'Universo era meno del 3 percento della sua era attuale. In queste immagini più profonde fino ad oggi di Hubble, gli astronomi sono stati in grado di prelevare un campione della quantità di galassie al momento. I risultati mostrano un regolare calo del numero di galassie con un aumento del tempo di guardia a circa 450 milioni di anni dopo il Big Bang.
I dati forniscono il primo censimento affidabile di questo periodo inesplorato della storia cosmica, secondo gli scienziati. Mentre gli astronomi guardano ancora più in profondità nell'Universo, i numeri della galassia sembrano calare senza intoppi portandoli a credere che l'alba cosmica fosse graduale, non un evento drammatico.
"Le osservazioni sul bagliore del forno a microonde del Big Bang ci dicono che la reionizzazione è avvenuta più di circa 13 miliardi di anni fa", ha dichiarato Brant Robertson dell'Università dell'Arizona a Tucson, un membro del team di indagine. “I nostri dati confermano che la reionizzazione è stata un processo elaborato che si è verificato per diverse centinaia di milioni di anni con galassie che lentamente costruiscono le loro stelle ed elementi chimici. Non c'è stato un solo momento drammatico in cui si sono formate le galassie; è stato un processo graduale. "
Queste galassie sono state trovate come parte di un'ambiziosa indagine di Hubble di una zona di cielo intensamente studiata conosciuta come Ultra Deep Field (UDF), che è stata originariamente presa nel 2003-2004, concentrandosi su una piccola area nel cielo nella costellazione di Fornax . Nella nuova campagna del 2012, chiamata UDF 2012, un team di astronomi guidato da Richard Ellis del California Institute of Technology ha usato il WFC3 per scrutare più a fondo nello spazio alla luce del vicino infrarosso rispetto a qualsiasi precedente osservazione di Hubble. Le osservazioni sono state fatte per un periodo di sei settimane nei mesi di agosto e settembre 2012 e i primi risultati scientifici vengono ora pubblicati in una serie di articoli scientifici. Il team di UDF 2012 sta rilasciando pubblicamente questi dati unici, dopo averli preparati per l'utilizzo da parte di altri gruppi di ricerca.
"Hubble sta realizzando solo una grande scienza", ha dichiarato John Grunsfeld, ex astronauta e amministratore associato della NASA per la scienza, intervenendo in un briefing sul nuovo sondaggio. "Questa è una storia di origini, in cui torniamo all'inizio, alle prime stelle apparse nell'Universo. Ciò conferma che quando avremo James Webb Space Telescope online avrà molto da guardare e molto da fare. ”
Il lancio del telescopio spaziale James Webb è previsto per il 2018.
Gli astronomi hanno rilevato sette galassie nel periodo 400-600 milioni di anni dopo il Big Bang. Tutti estremamente distanti, hanno spaziato in distanza con turni rossi da 8,6 a quasi 12.
Gli astronomi studiano l'universo distante nella luce del vicino infrarosso perché l'espansione dello spazio estende la luce ultravioletta e visibile dalle galassie in lunghezze d'onda infrarosse, un fenomeno chiamato "redshift". Più distante è una galassia, maggiore è il suo spostamento verso il rosso.
In particolare, una delle galassie potrebbe essere un record di distanza, osservato 380 milioni di anni dopo la nascita del nostro universo nel Big Bang, corrispondente a uno spostamento verso il rosso di 11,9. Questa è la galassia UDFj-39546284, che era stata precedentemente rilevata e originariamente suggerita come l'oggetto più distante mai trovato circa due anni fa da Hubble. Le osservazioni successive lo hanno portato ad un redshift di 10.3, ma le osservazioni appena perfezionate lo hanno reso ancora più distante.
Una linea temporale dell'Universo e le nostre osservazioni su di esso. Credito: Università dell'Arizona.
Gli scienziati pensano che l'universo abbia avuto inizio con il Big Bang circa 13,7 miliardi di anni fa. L'idrogeno si formò circa 400.000 anni dopo, ma senza stelle lo spaziotempo era buio. Circa 200 milioni di anni dopo, le nuvole di idrogeno collassarono formando le prime stelle e galassie; ciò che gli astronomi chiamano "alba cosmica". La luce di queste nuove stelle ha iniziato a scomporre l'idrogeno in protoni ed elettroni durante un periodo di tempo chiamato reionizzazione cosmica. Nell'universo attuale, gli scienziati vedono crescere le galassie in massa e dimensioni con la sintesi di elementi, portando alla formazione di molecole complesse, inclusi i componenti per creare la vita. Il nostro sistema solare e solare si è formato poco più di 4 miliardi di anni fa.
“Il team ha spinto Hubble al limite. Questo è probabilmente il dorso più lontano che Hubble possa guardare, secondo il capo dello studio, Richard Ellis. "Stiamo spingendo Hubble ben oltre ciò che è stato progettato per fare."
Maggiori informazioni sui risultati e sulla campagna HUDF 2012 su HubbleSite.
Leggi il documento del team: L'abbondanza di galassie a forma di stella nella gamma Redshift da 8.5 a 12: nuovi risultati della campagna Hubble Ultra Deep Field 2012
Fonti aggiuntive: CalTech ESA Hubble
