La galassia più lontana
di Vincenzo Zappalà, pubblicato il 1 febbraio 2011 alle 08:58
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Un gruppo di ricercatori europei ha determinato attraverso il VLT dell’ESO l’età della galassia più lontana mai osservata finora. Il valore trovato è risultato pari a 600 milioni di anni (redshift di 8.6), un’epoca in cui l’Universo si stava ancora “pulendo” della nebbia di idrogeno opaco che l’aveva permeato nella sua infanzia.
Non è facile osservare le galassie più distanti e più antiche. Esse appaiono estremamente deboli e piccole. Inoltre la loro luce è soprattutto nella parte infrarossa dello spettro a causa del notevole “spostamento verso il rosso (redshift)” causato dall’espansione dell’Universo. Non solo, però. Nelle fasi primigenie, prima di un miliardo di anni circa, l’Universo era ancora permeato da una nebbia di idrogeno che iniziava però ad assorbire la luce ultravioletta delle galassie che stavano nascendo. Questa fase di termine dell’oscuramento prende il nome di “era di re-ionizzazione”, ossia di passaggio dall’idrogeno opaco alla fase di separazione tra protoni e elettroni che lo avrebbe reso trasparente. Proprio le radiazioni ultraviolette delle prime galassie contribuirono alla dispersione della “nebbia”. Nonostante tutte queste difficoltà, la nuova Camera 3 a Grande campo dello Space Telescope riuscì nel 2009 a scoprire ottimi candidati che potevano appartenere a questa fase di semi oscurità.
L’immagine, ripresa allo Space Telescope, in cui si è identificata la primitiva galassia UDFy-38135539
Bisognava, però, calcolarne la distanza per avere la certezza. E questo poteva farlo solo la spettroscopia più raffinata applicata ai maggiori telescopi terrestri, come il VLT dell’ESO, misurando lo spostamento verso il rosso dello spettro elettromagnetico degli oggetti in questione.
La galassia, dal nome complicato di UDFy-38135539, è stata osservata per 16 ore. L’interesse non è ovviamente solo quello di aver raggiunto un primato, ma soprattutto di avere osservato qualcosa che ha contribuito con la sua luce ultravioletta a pulire l’Universo e renderlo visibile. Tuttavia, ancora più importante, la luminosità della galassia non sembra in grado di disperdere da sola la nebbia che la circonda. Probabilmente, accanto a lei devono esserci altre galassie più deboli che la stanno aiutando in questa pulizia. Se isolata, la sua luce sarebbe stata facilmente intrappolata dall’idrogeno. Insomma, un lavoro di equipe. Quando l’E-ELT (European Extremely Large Telescope) dell’ESO (diametro di 42 metri!) entrerà in funzione, si sarà in grado di andare ancora più a fondo nell’era della prima luce dell’Universo e ne vedremo delle belle!
Una simulazione al computer di come apparirebbero le prime galassie durante la fase di re-ionizzazione dell’Universo
Vale la pena ricordare come si sia originata questa nebbia di idrogeno nelle prime fasi di vita dell’Universo. Dopo il Big Bang, circa 13.7 miliardi di anni fa, l’Universo iniziò a raffreddarsi e gli elettroni riuscirono a combinarsi con i protoni formando idrogeno gassoso freddo. Si entrò nella cosiddetta “era oscura”, quando nessun oggetto luminoso esisteva ancora. Questa fase terminò allorché le prime stelle videro la luce e le loro intense radiazioni ultraviolette iniziarono a separare nuovamente i protoni e gli elettroni della nebbia di idrogeno. La sopracitata “era di re-ionizzazione”, che si completò probabilmente 800 milioni di anni dopo il Big Bang.
Stiamo veramente iniziando a penetrare i segreti dell’origine dell’Universo! A quando il Big Bang? Sembrerebbe logicamente impossibile, dato che dovremmo superare la fase oscura… ma, in astrofisica, “mai dire mai”!
Allego due splendidi filmati. Uno è lo zoom verso la remota galassia attraverso le immagini fantastiche dello Space Telescope, l’altro è la simulazione della fase di re-ionizzazione dell’Universo: dalla nebbia alla luce.
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Fantastico! Sembra davvero di viaggiare indietro nel tempo!
per tutti,
i più esperti non mi sgridino… domani o dopodomani uscirà la seconda puntata… Di bene in meglio…
scusate l’ignoranza. ma come si fa a stabilire la lontananza di un oggetto? come si fa a dire che una galassia e’ p.e. distante 6 miliardi di anni invece di 7? come si fa a calcolare che una stella dista 10000 anni invece che 50000. in base a quali dati matematici si calcola tutto cio’? non ho mai e poi mai letto una spiegazione esaustiva al riguardo. come si fa a dire che una stella ha 25 masse solari piuttosto che 30 o 40. a me sembra che ci sia troppa faciloneria nel dare certi dati. ho l’impressione che si approfitti dell’”ignoranza” delle persone e infatti non si legge mai di qualcuno che contesta certi dati…. certo come si fa a contestare quando non si sa da che parte cominciare…
calma Stefano…
nessuno approfitta dell’ignoranza delle persone e tantomeno i “veri” scienziati (non quelli televisivi sempre pronti a parlare di tutto e di più). Vi sono vari metodi per misurare le distanze degli oggetti celesti ed essi cambiano in base alla loro distanza. Per i più vicini si usa la parallasse trigonometrica e poi via via fino allo spostamento verso il rosso per le galassie più lontane. Anche per la massa vi sono regole da seguire che legano la luminosità con la distanza e con il tipo spettroscopico e via dicendo. Ovviamente, non si può pretendere una precisione assoluta e gli errori diventano più grandi a mano a mano che ci si avvicina ai confini dell’Universo e della conoscenza. Tu hai ragione a dire che se ne parla poco, ma se si cerca si trova molto materiale. Internet è una vera miniera, sermpre che si sappia fare distinzioni.
In ogni modo, c’è il progetto di iniziare una trattazione dei metodi di misura su queste pagine e cercheremo di sveltire i tempi (tempo -appunto- permettendo). OK?
@stefano: le techice di misura sono spesso consolidate da molti anni, e continuamente raffinate, difficilmente si può dubitare della loro validità, per cui spesso vengono “date per scontate”, ma se ti dicono che una stella è a 10000 anni luce poi essere abbastanza sicuro che non siano 50000!
Se invece leggi che una galassia è a 1,2 miliardi di anni luce, magari potrebbero essere anche 1,1 o 1,3 (più o meno), però non credo che questo possa essere sufficiente per accusare di faciloneria…!
caro Stefano,
mi hai convinto! Sto scrivendo un articolo (in più parti) che descriverà con parole semplici, i principali metodi di distanze stellari e galattiche. OK?
A presto… e fidati di noi!
è un’ottima idea Enzo!
Ti avverto che non vedo l’ora!
Saluti a tutti quanti
Vito
@enzo, ho una domanda: ma le galassie (o comunque gli oggetti celesti) che si trovano al confine dell’universo osservabile (quindi che si trovano a circa 13,7 milliardi di a.l.) a che velocitá si stanno allontanando dalla Terra? e poi sopra quando hai scritto ‘redshift 8.6′ cosa indica quel valore??? ti prego di spiegarmelo bene perché non riesco a capirlo. grazie1000…
@ Enzo, un dubbio guardando il primo filmato: perchè le galassie sembrano diventare sempre più distanziate tra loro? Non dovrebbe essere il contrario, e cioè rade all’inizio della “zoommata” e poi sempre più vicine?
Non vorrei sbagliarmi, ma la galassia citata in questo articolo, la UDFy-38135539 non è l’ultima in ordine di tempo e di distanza ad essere stata scoperta: la notizia di questa risale ad ottobre 2010, mentre è di questi giorni un articolo riportato dalle scienze e da altri organi di stampa (corriere della sera, la repubblica ed altri) di un’altra galassia, sempre scoperta grazie al telescopio Hubble, la UDFj-39546284, con redshift 10 distante 13,2 miliardi di anni luce e nata 480 milioni di anni dopo il Big Bang, quindi circa 170 milioni di anni prima della UDFy-38135539…