Nel freddo deserto dello spazio, le galassie si rannicchiano attorno ai fuochi delle stelle e alla sicura attrazione di buchi neri supermassicci. Tra questi accoglienti ammassi di galassie, dove lo spazio vuoto si estende per milioni di anni luce tutt'intorno, una debole autostrada di gas getta un ponte sull'oscurità.
Questa rete gassosa e intergalattica è conosciuta nei modelli cosmologici come la rete cosmica. Costituito da lunghi filamenti di idrogeno rimasti dal Big Bang, si ritiene che la rete contenga la maggior parte (oltre il 60%) del gas nell'universo e che alimenti direttamente tutte le regioni produttrici di stelle nello spazio. Alle intersezioni in cui i filamenti si sovrappongono, compaiono le galassie. Almeno, questa è la teoria.
I filamenti della rete galattica non sono mai stati osservati direttamente prima, perché sono tra le strutture più deboli dell'universo e sono facilmente oscurati dal bagliore delle galassie che li circondano. Ma ora, in uno studio pubblicato oggi (3 ottobre) sulla rivista Science, i ricercatori hanno messo insieme la prima fotografia in assoluto di filamenti cosmici che convergono su un ammasso di galassie lontane, grazie ad alcuni dei telescopi più sensibili della Terra.
L'immagine (sotto) mostra filamenti blu di idrogeno che si incrociano attraverso un gruppo di antiche galassie bianche, situate a circa 12 miliardi di anni luce di distanza dalla Terra (il che significa che le galassie sono nate all'incirca nel primo miliardo e mezzo di anni dopo il Big Bang). Illuminati delicatamente dal bagliore ultravioletto delle galassie stesse, i filamenti si estendono per oltre 3 milioni di anni luce, confermando il loro status di alcune delle strutture più gigantesche nello spazio.
"Queste osservazioni delle strutture più deboli e più grandi dell'universo sono la chiave per capire come il nostro universo si è evoluto nel tempo", ha scritto Erika Hamden, astronoma dello Steward Observatory dell'Università dell'Arizona, in un commento di accompagnamento sul nuovo studio. (Hamden non è stato coinvolto nella ricerca.) Queste osservazioni, ha aggiunto Hamden, sono "solo la punta dell'iceberg" del rilevamento di reti cosmiche, con ricerche che rivelano ulteriori immagini della rete in altri antichi angoli dello spazio.
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Come osserva il nuovo studio, i frammenti di idrogeno che compongono i filamenti della rete cosmica sono così deboli che a malapena si distinguono dal cielo vuoto. Quindi, in che modo i ricercatori sono riusciti a convincere queste caratteristiche al buio? Usando le galassie all'interno del web "come torce cosmiche", scrisse Hamden.
Utilizzando uno strumento chiamato Multi Unit Spectroscopic Explorer sul Very Large Telescope dell'Osservatorio europeo meridionale, i ricercatori hanno ingrandito un antico gruppo di galassie situato nella costellazione dell'Acquario, noto per essere estremamente vasto ed estremamente antico. La luce proveniente dalle stelle appena nate e dai buchi neri che distruggono la materia illuminava debolmente i filamenti di idrogeno che turbinavano dentro e tra queste galassie, consentendo ai ricercatori di mappare un vago contorno dei filamenti della rete cosmica lì.
Le osservazioni hanno rivelato due autostrade parallele di idrogeno che collegano i punti galattici in milioni di anni luce, collegati da un terzo flusso di gas che li collega in diagonale come una rampa cosmica. Fedele ai modelli cosmologici, i filamenti di gas sembravano alimentare direttamente le galassie a forma di stella più attive sulla griglia, pompando idrogeno direttamente nelle case dei soli neonati e dei buchi neri affamati.
Questo studio fornisce le prove più convincenti dell'esistenza della rete cosmica, proprio come prevedono i modelli, ha scritto Hamden. Tuttavia, lo studio di strutture così deboli e lontane presenta evidenti limiti. Per uno, è quasi impossibile dire dove finiscono i bordi di ciascun filamento di idrogeno e inizia lo spazio vuoto, il che consente a diversi ricercatori di definire i confini dei filamenti in modo diverso, risultando potenzialmente in immagini diverse delle strutture. Inoltre, i telescopi terrestri possono rilevare i filamenti solo dagli ammassi di galassie più distanti e antichi, che emettono abbastanza luce per rivelare come la rete cosmica è apparsa poco dopo il Big Bang.
Un telescopio UV basato sullo spazio potrebbe aprire le porte allo studio di come la rete si collega alle galassie più giovani e più deboli, ma implementare uno strumento del genere sarebbe difficile e costoso, ha scritto Hamden. In definitiva, questo nuovo studio non avvicina gli osservatori della Terra ai mondi antichi e misteriosi dell'universo, ma ci ricorda che potremmo essere più connessi a loro di quanto pensassimo.
