Un ammasso di galassie situato a circa 10,2 miliardi di anni luce dalla Terra è stato scoperto combinando i dati dell'Osservatorio dei raggi X Chandra della NASA con i telescopi ottici e infrarossi. L'ammasso, JKCS041, è l'ammasso di galassie più distante finora osservato, e lo vediamo come quando l'Universo era solo circa un quarto della sua era attuale. La distanza del cluster supera di circa un miliardo di anni luce il precedente detentore del record.
Gli ammassi di galassie sono i più grandi oggetti legati gravitazionalmente nell'universo. Trovare una struttura così grande in questa epoca molto precoce può rivelare importanti informazioni su come l'Universo si è evoluto in questa fase cruciale.
JKCS041 è sull'orlo di quando gli scienziati pensano che possano esistere ammassi di galassie nell'universo primordiale in base al tempo necessario per il loro assemblaggio. Pertanto, studiare le sue caratteristiche - come composizione, massa e temperatura - rivelerà di più su come l'Universo ha preso forma.
"Questo oggetto è vicino al limite di distanza previsto per un ammasso di galassie", ha dichiarato Stefano Andreon dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) a Milano, Italia. "Non pensiamo che la gravità possa funzionare abbastanza velocemente da creare ammassi di galassie molto prima."
JKCS041 è stato originariamente rilevato nel 2006 in un sondaggio del Regno Unito Infrared Telescope (UKIRT). La distanza dal cluster è stata quindi determinata dalle osservazioni ottiche e infrarosse di UKIRT, il telescopio Canada-Francia-Hawaii alle Hawaii e lo Spitzer Space Telescope della NASA. Le osservazioni a infrarossi sono importanti perché la luce ottica proveniente dalle galassie a grandi distanze viene spostata in lunghezze d'onda a infrarossi a causa dell'espansione dell'universo.
I dati di Chandra furono l'ultima, ma cruciale, prova in quanto dimostrarono che JKCS041 era, in effetti, un vero e proprio ammasso di galassie. L'emissione estesa di raggi X vista da Chandra mostra che è stato rilevato gas caldo tra le galassie, come previsto per un vero ammasso di galassie piuttosto che uno che è stato catturato nell'atto di formarsi.
Inoltre, senza le osservazioni ai raggi X, rimaneva la possibilità che questo oggetto potesse essere una miscela di diversi gruppi di galassie lungo la linea di vista, o un filamento, un lungo flusso di galassie e gas, visto di fronte. La massa e la temperatura del gas caldo rilevate stimate dalle osservazioni di Chandra escludono entrambe queste alternative.
L'estensione e la forma dell'emissione di raggi X, insieme alla mancanza di una sorgente radio centrale, contrappongono la possibilità che l'emissione di raggi X sia causata dalla dispersione della luce cosmica di fondo a microonde da parte di particelle che emettono onde radio.
Non è ancora possibile, con il rilevamento di un solo ammasso di galassie estremamente distante, testare modelli cosmologici, ma sono in corso ricerche per trovare altri ammassi di galassie a distanze estreme.
"Questa scoperta è entusiasmante perché è come trovare un fossile di Tyrannosaurus Rex che è molto più antico di qualsiasi altro noto", ha affermato il coautore Ben Maughan, dell'Università di Bristol, nel Regno Unito. "Un fossile potrebbe adattarsi alla nostra comprensione dei dinosauri, ma se ne trovassi molti di più, dovresti iniziare a ripensare l'evoluzione dei dinosauri. Lo stesso vale per i cluster di galassie e la nostra comprensione della cosmologia ".
Il precedente detentore del record per un ammasso di galassie era a 9,2 miliardi di anni luce di distanza, XMMXCS J2215.9-1738, scoperto dall'ESA XMM-Newton nel 2006. Questo ha superato il precedente record di distanza di soli circa 0,1 miliardi di anni luce, mentre JKCS041 supera XMMXCS J2215 .9 di circa dieci volte quello.
"La cosa interessante di questa scoperta è l'astrofisica che può essere fatta con studi di follow-up dettagliati", ha detto Andreon.
Tra le domande che gli scienziati sperano di affrontare studiando ulteriormente JKCS041 sono: Qual è l'accumulo di elementi (come il ferro) come in un oggetto così giovane? Ci sono segni che il cluster si sta ancora formando? La temperatura e la luminosità dei raggi X di un cluster così distante sono correlate alla sua massa nello stesso modo in cui lo fanno per i cluster vicini?
Fonte: EurekAlert
