La galassia più lontana

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

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

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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26 Commenti

  1. per tutti,
    i più esperti non mi sgridino… domani o dopodomani uscirà la seconda puntata… Di bene in meglio…
    😛

  2. 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…

  3. 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? 😛

  4. @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…!

  5. 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! 😛

  6. è un’ottima idea Enzo!
    Ti avverto che non vedo l’ora!
    Saluti a tutti quanti
    Vito

  7. @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…

  8. @ 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?

  9. 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…

  10. @Ahmed,
    un po’ di pazienza e ne parleremo (hai letto la mia promessa?)
    @Roberto,
    tu hai ragione. Il fatto è che la difficoltà di vedere gli oggetti più deboli (e all’inizio le galassie erano più piccole prima di unirsi) sembra mostrare un Universo meno affollato. Direi che è solo un problema di selezione osservativa.
    @Daraggio,
    ti rimando al mio primo commento… abbi fede!

  11. @ Enzo, affascinante il tutto come sempre. Bravo, fai qualche specifica lezione , ogni tanto , tu che sei capace, chiaro e con i piedi ben solidi a terra,pur essendo cosa strana per un astronomo.
    Redshift, scusa il maldestro tentativo di spiegazione, dovrebbe essere il cosiddetto spostamento spettroscopico della luce emessa da un corpo (luminoso ovviamente) in movimento , in questo caso in allontanamento, che varia con la velocità e la distanza.

  12. carissimo Mario,
    come sempre hai perfettamente ragione e ne parlerò negli articoli che sto scrivendo. Ho già finito i primi due e penso che Stefano (l’amministratore questa volta) sarà rapidissimo, come sempre, a pubblicarli. Spero di essere abbastanza chiaro e semplice, pur mantenendo il massimo rigore scientifico possibile. Se sbaglio, ovviamente, ditemelo e cercherò di rimediare…

    Astronomia.com DEVE rimanere il sito più bello dell’Universo (il mondo ormai ci sta stretto… :mrgreen: )

  13. Vorrei sapere da qualcuno come sia possibile che si veda una galassia lontana da noi 13 miliardi di anni luce quando il big bang viene collocato a circa 13,7 miliardi di anni fa. Se oggi vediamo una galassia lontana da noi 13 miliardi di anni luce (quindi vediamo immagini di 13 miliardi di anni fa) come abbiamo fatto ad allontanarci tanto in cosi’ poco tempo, ossia in 0,7 miliardi di anni ? Cosa c’e’ di sbagliato in questo ragionamento ?

  14. scusa Maurizio,
    ma non capisco… Perchè parli di 0,7 miliardi di anni? Ciò che si dice è solo che vediamo una galassia la cui luce è partita 13 miliardi di anni fa. Questo vuole dire che per vedere il Big Bang (se fosse possibile) dovremmo spingerci ancora un po’ più in là e riuscire a vedere qualcosa la cui luce è partita 13.7 miliardi di anni fa. Lo 0.7 dice solo che la galassia è nata 0.7 miliardi di anni dopo il Big bang , ma NON che noi abbiamo percorso tutto quello spazio in così breve tempo. ma forse non ho capito bene la domanda…. 😐

  15. @Enzo
    Forse Maurizio alludeva al termine Inflazione che (per quanto ne sò) ha interessato il cosmo nell’immediato dopo Big Bang.
    Una espanzione violentissima a tempi infinitesimamente piccoli.Mi permetto di paragonare il Big Bang (cosa folle e alquanto sbagliata,ma ci provo) alla detonazione di una bomba,è chiaro che la materia più distante dal nucleo si sia allontanata molto più di quella centrale.Oppure due puntini disegnati su un pallloncino,se sgonfio sono vicini,se gonfio sono lontanissimi….in poco più di un soffio.
    Vabbè spero di aver contribuito a rendere le idee più chiare.
    Altrimenti mi si spieghi meglio l’argomento.
    Buona serata

  16. Salve!
    Una curiosita’ : il primo filmato, quello dello zoom verso la remota galassia arrossatissima , e’ stato realizzato con immagini *realmente* catturate dall’HST , come a me sembra, e poi mettendole in vari livelli tipo PShop , alle distanze calcolate in modo da acquistare profondita’ quando vengono riviste in modalita’ zoom , oppure sono ”imitazioni grafiche” delle vere foto ?
    Ciao a tutti !

  17. Grazie delle risposte, ma la spiegazione più chiara l’ha data a mio parere Andrea il 16.07.2008 su questo blog. La riporto: “I fotoni che arrivano da lontano (nel tempo) sono partiti da punti spazialmente vicini a noi, ma mentre si dirigevano verso di noi lo spazio stesso in cui si muovevano continuava ad espandersi.
    Questo vuol dire che in realtà la galassia che noi vediamo a 10 miliardi di anni luce da noi, 10 miliardi di anni fa era molto più vicina a noi. In questi miliardi di anni però lo spazio ha continuato ad espandersi molto velocemente e per questo il povero “fotone” ( ce l’ho con lui ) ci ha messo 10 milairdi di anni per arrivare a noi”.

  18. @Pierangelo,
    sono immagini di HST.

    @Maurizio,
    i poveri fotoni fanno il loro mestiere. Loro sono partiti ad un certo istante e ovviamente ci hanno raggiunto dopo aver superato la distanza che separa la galassia originaria che ha mandato la luce dalla nostra posizione attuale che ovviamente è cambiata nel tempo per l’espansione. 😉

  19. …appunto si parla di Universo ”visibile”, quello dei 13,7 mld-anniluce e ”universo reale”, molto piu’ grande …..

  20. Collegandomi a quanto detto, mi chiedo se è’ stata stimata la velocità di espansione dell’universo. E’ uguale in ogni zona dell’universo ? E’ costante nel tempo ? Grazie.

  21. Ma un lieve accenno al fatto che c’e’ chi la pensa diversamente, sui redshift? Possibile che scompaia ogni panoramica e si legga sempre questo presentare le cose con troppa certezza? Torniamo alla scienza e riappropriamoci dei dubbi e dei problemi invece di fare ideologia.

  22. @Fabio:Io non so nulla di queste idee alternave sui redshift, e sarei interessato. Puoi postare qualche link dove si discute di queste teorie, magari con il supporto dei dati? E come ritieni che dovrebbero essere diversamente interpretate le osservazioni del VLT alla luce di esse?
    Grazie!

  23. caro Fabio,
    questo è un sito divulgativo, dove si cerca di fare amare l’astronomia e di dare le notizie più importanti ai tantissimi appassionati. Chi desidera seguire modelli alternativi (che rappresentano ancora una netta minoranza) sa benissimo dove andarli a cercare. Tu sicuramente, visto che li conosci. D’altra parte, non credo di rappresentare il conservatorismo più immobile o -almeno- sono in buona compagnia con siti come quelli della NASA, dell’ESA, dell’ESO, Di Chandra, ecc., ecc…
    e poi cerca di essere meno aggressivo…questo già fa capire il tipo di approccio che vorresti e non sarebbe certo il nostro 😉

  24. Salve!
    A quanto ne so io, di ”idee alternative” ce ne sono ma hanno il difetto che non sono sostenute, almeno per adesso, da corrispondenti ”coerenti teorie” ( ”autoconsistenti” ?) che possano sostituire o comprendere, inglobare, quella del Modello attuale . A parte i fanatici ( scienziati e non ) che pensano di aver ormai compreso tutto nell’Universo, escluso qualche dettaglio, la maggioranza degli scienziati ragionevoli sa che questa del ”redshift cosmologico” e’ la migliore teoria che abbiamo, per ora. La Storia dice che se un’ipotesi, una teoria, e’ quella ”giusta”, per quanto possano essere rilevanti e feroci gli ostracismi, finisce sempre, prima o poi, per affermarsi. Se cosi’ avverra’, la teoria alternativa diverra’ ”dominante” e allora un altro Fabio chiedera’ …………
    Cordialmente !!