Una strana specie di galassie ultra-rosse: l’anello mancante?

Nell’Universo più antico per noi, ossia in quello più giovane dopo il Big Bang, si celano ancora oggetti che la nostra strumentazione più avanzata riesce soltanto a intravedere. Nemmeno lo Space Telescope riesce a scorgerli e a volte è necessario il telescopio infrarosso Spitzer.

Lo Spitzer, con i suoi occhi sensibili all’infrarosso, ha scoperto non una, ma quattro galassie immerse nella polvere e affievolite dall’enorme distanza che la luce ha dovuto percorrere in 13 miliardi di anni. Esse rappresentano una nuova specie di galassie, mai osservate in precedenza. La caratteristica più notevole è il loro colore rosso estremamente intenso. Le nuove quattro galassie sono sessanta volte più luminose nell’infrarosso estremo (visibile da Spitzer) di quanto non lo siano nella lunghezza d’onda del rosso a cui può arrivare Hubble. Una scoperta veramente sconcertante.

Una galassia può apparire rossa per diverse ragioni. Può essere piena di polvere; può contenere un gran numero di stelle vecchie; può essere così distante a tal punto che l’espansione dell’Universo ha spostato la sua luce verso lunghezze d’onda estreme del rosso, non più osservabili con telescopi “normali” come Hubble. Tutte e tre le ragioni possono essere applicate alle quattro galassie di Spitzer. Inoltre, esse sembrano essere legate gravitazionalmente.

Hubble ha già mostrato le prime proto-galassie che si sono formate, ma nessuna di loro assomiglia a questi nuovi oggetti. Si comincia a pensare che esse rappresentino una specie di “anello mancante” nell’evoluzione complessiva delle più grandi strutture dell’Universo.

E’ ora veramente necessario misurare il redshift di questi oggetti (ossia la loro effettiva distanza). per sperare di ottenerlo sarà necessario utilizzare strumenti come il Large Millimeter Telescope o l’Atacama Large Mmillimeter Array.

Raffigurazione artistica delle quattro galassie ultra-rosse scoperte da Spitzer

Raffigurazione artistica delle quattro galassie ultra-rosse scoperte da Spitzer. Una tra queste mostra segni di avere un nucleo attivo che è mostrato nell’immagine come un doppio getto lanciato nello Spazio dal buco nero centrale. (Credit: David A. Aguilar (CfA))

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20 Commenti

  1. Invece di una rappresentazione artistica sarebbe interessante poter vedere la vera immagine da cui hanno dedotto tutto questo.

  2. Caro Enzo se sono Galassie agli albori dell’universo, come sembrerebbe apparentemente dire la distanza attualmente misurata ed in attesa di conferma,come fanno ad avere stelle già vecchie? E perdipiù in gran numero?
    Forse mi sfugge qualcosa, illuminami te …possibilmente non nell’infrarosso.

  3. caro Vojager,
    avrei voluto inserirla anch’io… ma non l’ho ancora trovata… accontentiamoci! Per adesso, almeno…

    caro Mario,
    se valgono tutte e tre le ipotesi, vorrebbe dire che le stelle formatesi erano molto massicce e che quindi nel giro di pochi milioni di anni sono arrivate alla … frutta… Comnuque, prendiamo tutto con le molle…

  4. @vojager: non farti suggestionare dalla rappresentazione artistica… molto probabilmente nella foto si scorgono appena dei minuscoli puntini rossastri su uno sfondo non-proprio-nero, in mezzo a miriadi di altri puntini più luminosi, come nella foto pubblicata in quest’altro articolo. Come ha giustamente puntualizzato Enzo rispondendo ad un mio commento in quell’articolo, i dati che consentono agli scienziati di estrapolare queste informazioni nella foto non si vedono! 😉

  5. Direi che, per capire quale delle tre ragioni le renda così peculiari, basta osservare il loro spettro.
    Già dicendo che sono lontane 13 miliardi di a.l., si capisce che presentano un REDshift 😉 elevato, e quindi già di loro sono rossastre. (Però, alla fine dell’articolo si dice che il redshift deve essere ancora misurato…. 😕 )
    Stabilito il redshift, le linee di assorbimento e di emissione daranno la misura di quanta polvere c’è, della temperatura del mezzo interstellare, della sua composizione media e della metallicità delle stelle (quest’ultima consente di stabilire se nella galassia ci sono o meno stelle vecchie).

    Manca pero’ un’altro fattore che può rendere le galassie così rosse, e cioè un’insolita abbondanza di stelle molto piccole.
    Il che renderebbe le galassie in questione molto più interessanti…. ❗
    A meno di non avere un’anomala concentrazione di polvere nel mezzo intergalattico che ci separa da loro… Altra ipotesi poco probabile e stimolante….
    Se mi sbaglio mi corigerete…. :mrgreen:

  6. ben tornato Red!
    è un po’ che mancavi…
    ciò che dici è vero ed è anche accennato in parte nelle ipotesi che si fanno. Tuttavia, per vedere le stelle piccole bisognerebbe usare un’altra lunghezza d’onda (UV ad esempio), ma non è così facile… La polvere c’entra sicuramente, ma penso sia solo locale. Comunque, attendiamo novità…

    e non lascirsi troppo da soli…. :mrgreen:

  7. Salve, volevo innanzitutto complimentarmi per il sito, da appassionato, dopo averlo scoperto, lo seguo assiduamente ed è sempre ricco di notizie interessanti.
    Da appassionato anch’io mi diverto a sviluppare idee e possibilità per spiegare i tanti affascinanti segreti dell’universo ma non essendo uno studioso del settore, mi lascio ispirare dalla logica più che dalla teoria e devo dire che di punti di domanda ne ho accumulati molti.
    Per esempio leggendo questo articolo mi sono chiesto, visto che il quesito è molto elementare sono sicuro di aver trascurato un dettaglio semplice, ma visto che il sito propone anche questo, cioè sciogliere degli interrogativi, la domanda la faccio ugualmente a costo di risultare un po ignorantello 😕
    Domanda: Se noi riusciamo a vedere la luce, anche se fioca, di galassie antiche quasi 13 miliardi di anni, vuol dire che oggi le stesse si troveranno ad una distanza molto superiore, non ho fatto i calcoli con la formula di espansione dell’universo, ma possibile che, visto i 13,7 circa di miliardi di anni che ci separano dal Big Bang, l’universo si sia espanso solo di 0,7 milioni di anni luce nel frattempo?
    Magari chiarito questo dilemma poi amplierei con delle domande connesse.
    Saluti. 😉

  8. @Bertupg
    si, lo so, però vedere il vero risultato di una ricerca anche se è un puntino rosso sfocato e sapere che da ciò si possono supporre tutte queste cose a me entusiasma. 🙂

  9. caro Max71,
    non esistono mai domande inutili e la tua è ottima, perchè mette ancora una volta in chiaro la confusione che si crea quando si parla di distanza e di età. L’età dell’Universo è di 13.7 anni, ma le distanze attuali tra galassie è di molto superiore. Nel caso di galassie “vecchie” 13 miliardi di anni, la distanza attuale potrebbe superare i 40 miliardi di anni luce! Ti consiglio di andare a leggere gli articoli su Universo Osservabile e anche quello sulle distanze nel Cosmo che avevo pubblicato qualche tempo fa. Se non li trovi, dimmelo che ti aiuto a ritrovarli nell’archivio…. Ah… leggi bene anche quelli sul Cono di Luce perchè aiutano a chiarire l’espansione dello Spazio-Tempo e la differenza tra età e distanza…
    Benvenuto tra noi!!!! 😛

  10. veramente…… SPAZIALE ❗ solo il COSMO può regalarci spettacoli del genere!
    adesso metto subito questa News tra i preferiti 😉
    bisogna proprio dire che sei stato veramente forte SPITZER ❗ ( ovviamente so che si tratta di un oggetto ma se li merita questi complimenti )

  11. Ma siamo sicuri che il redshift ci consenta veramente di stimare la lontananza di un oggetto o il suo allontanamentoda noi? Esistono prove che redshift ed effetto doppler non sono sempre correlati (es. quasar con alto red shif davanti, quindi più vicini, a galassie con basso redshift). Alcuni ritengono che il segnale luminoso si degradi con la distanza, per cui questi oggetti sarebbero si lontani ma non in così veloce allontanamento.

  12. Non sono un esperto, ma credo che l’espansione dell’universo non sia per forza l’unica possibile causa di redshift. Se non ricordo male, mi pare di aver letto da qualche parte che anche intensi campi gravitazionali (leggi buchi neri), possono causare un effetto Doppler “relativistico”. E’ possibile?

  13. P.s: @mariano: effetto Doppler e redshift non solo sono correlati, ma sono proprio la stessa cosa! (per lo meno se parliamo dello spettro delle onde elettromagnetiche). La velocità di allontanamento e la distanza invece si, sono due cose diverse, e sono queste che – a grande scala – dovrebbero essere correlate dall’espansione dell’universo

  14. attenzione!
    non confondiamo effetto doppler con redshift. Nel primo caso vi è un reale allontanamento o avvicinamento della sorgente luminosa. Nell’altro la distanza rimane costante, ma è lo spazio tra sorgente e osservatore che si espande. E’ la luce che si “stira”….

  15. @Enzo. Dipende da quale definizione diamo ai termini: io mi sono attenuto a quella più usata. Se volgiamo mettere i puntini sulle “i”, allora non potremmo parlare affatto di effetto Doppler, dato che in senso stretto questo descrive le onde che si propagano in un mezzo, mentre le onde EM non lo fanno. Tuttavia, si parla – per estensione – di effetti Doppler anche in altri casi, nello specifico di effetto Doppler “relativistico”, “gravitazionale”, ed anche “cosmologico”. (nel mio post ancora precedente mi sono confuso, ho scritto “relativistico”, anziché “gravitazionale”)
    Detto questo, il mio ultimo commento era solo per chiarire un apparente confusione nel post di Mariano: mi è sembrato che considerasse opinione comunemente accettata che la relazione tra redshift, distanza e velocità di allontanamento sia fissa ed immutabile, mentre è noto – non solo per alcune “voci fuori dal coro” – che non è sempre così.
    P.S.: Scusate la sequela di commenti, ma è evidente che quando cerco di spiegarmi con poche parole non riesco a farmi capire ^_^ la prossima volta cercherò di essere più chiaro fin da subito.

  16. caro BertuPG,
    tu hai ragione a dire che la luce non si propaga in un mezzo come le onde acustiche e che quindi lo stesso effetto doppler luminoso è qualcosa di diverso. Tuttavia, la differenza tra esso e redshift è di gran lunga più importante per non far cadere in confusione e non mischiare variazioni di distanza effettiva con variazione dello spazio. Il fatto, poi, che non sempre è verificata la relazione distanza-velocità di allontanamento-redshift, è ancora un problema diverso, indipendente dalla diversità tra doppler della luce e redshift…
    La chiarezza serve a precisare i concetti fondamentali, anche se poi essi hanno problemi di generalità… Non mischiamoli tutti assieme, se no la confusione prende il sopravvento… 😐

  17. @Enzo
    grazie per la dritta, ho trovato l’articolo che mi suggerivi leggere e devo dire che spiega esattamente il mio piccolo quesito, immagino quindi di non essere il solo ad essere caduto nella trappola dello spazio-tempo, aggiungo che avverlo letto una sola volta, nonostante il grande sforzo di semplificazione per i non “addetti ai lavori”, mi è servito solo a capire che mi sbagliavo, affermare che il concetto mi è ormai del tutto chiaro, mentirei.
    Mi propongo di rileggerlo finché non avrò assimilato il concetto per intero. 😉

    P.S. ma usare un’altra unità di misura invece dell’anno luce per le distanze astronomiche non avrebbe creato meno confusione… ” Lo Spitzer, con i suoi occhi sensibili all’infrarosso, ha scoperto non una, ma quattro galassie immerse nella polvere e affievolite dall’enorme distanza di 1273688887776002883700287368 miliardi di miliardi di km… x 24!”
    Vedi che così è più comprensibile? :mrgreen:

  18. caro max71,
    l’anno luce va benissimo per le distanze. basta solo saperlo applicare, appunto, alle distanze. Parlare di distanza sia in anni luce che in km è sbagliato quando NON si sta misurando una distanza. E questo è il caso delle nostre galassie. Noi possiamo solo dire che la luce ha impiegato un certo numero di anni per raggiungerci, ma non quanto sono distanti! La distanza si misura nello spazio e quindi dobbiamo decidere se vogliamo la distanza al momento della partenza della luce da loro o quella odierna o qualche altra… Vedrai che rileggendo l’articolo sulle distanze le cose si chiariranno ancora di più… Forza e coraggio 😉