La luce delle prime stelle

Lo Spitzer Space Telescope ha forse raccolto la luce dei primi oggetti dell’Universo. Anche se ancora non si può dire se siano stelle, galassie o mostruosi buchi neri che stanno divorando la materia circostante, sembra proprio che l’Universo voglia regalarci un ricordo di quelle fasi sconvolgenti che risalgono a circa 500 milioni di anni dopo il Big Bang.

Spitzer lavora nell’infrarosso e quindi la sua missione è dedicata soprattutto agli oggetti freddi. Tuttavia, molte “cose” che sembrano fredde, potrebbero essere invece immagini di oggetti caldissimi e lontanissimi, la cui luce si è spostata verso l’infrarosso più spinto a causa del lungo viaggio percorso (il famoso redshift). Oggetti talmente lontani che Spitzer non è in grado di separare le singole sorgenti, ma solo di vedere un chiarore diffuso in tutto il cielo.

Come il rumore di fondo delle microonde ci racconta l’Universo di 380 000 anni dopo il Big Bang, così la luminosità raccolta da Spitzer potrebbe riferirsi  al rumore di fondo infrarosso relativo a circa 500 milioni di anni dopo l’inizio di tutto, quando la nebbia dell’era oscura permeava l’intero Universo e nascondeva in parte la nascita dei primi attori giganteschi del suo teatro.

Oggi, ogni tanto, riusciamo a localizzare qualche oggetto in quella foschia avvolgente, ma Spitzer potrebbe darci una visione corale, d’insieme, in grado di farci capire la furiosa nascita delle grandi strutture. Esse dovevano essere estremamente luminose e il telescopio spaziale sta preparando la strada al futuro James Webb Telescope che sarà in grado di leggere ben più attentamente in quella luce diffusa e separare i singoli protagonisti.

Il lavoro di Spitzer si è svolto nel 2005 e poi, con maggiore precisione, nel 2007. Oggi si stanno analizzando in dettaglio alcune zone di cielo, proprio per capire meglio questo rumore di fondo infrarosso. Pensate, 400 ore di osservazione su due piccoli campi. Per ottenere l’informazione desiderata è necessario eliminare tutte le luci parassite, ossia quelle dovute a stelle e galassie nate in fasi successive. Un lavoraccio, sicuramente, che ha portato, però, a risultati eclatanti, come illustra la figura che segue. A mano a mano che le sorgenti vengono tolte dalle immagini, invece di un cielo sempre più scuro ecco apparire una luce infrarossa diffusa su tutto il campo.

Rumore di fondo infrarosso
I due pannelli mostrano una piccola parte della costellazione di Boote e coprono una zona di cielo di 1 x 0.12 gradi. Quello superiore si riferisce all’immagine iniziale di Spitzer, eseguita a 4.5 micron, e include stelle e galassie poste a qualsiasi distanza da noi (e quindi di qualsiasi età). Nella parte inferiore, ogni oggetto singolo è stato rimosso (macchie grigie) e si è rilevato il rumore di fondo che sembra essere dovuto al contributo dei primi ammassi di galassie formatisi nell’Universo. Fonte: NASA/JPL-Caltech/GSFC.

E’ un po’ come se a Los Angeles si volessero vedere i fuochi artificiali del 4 luglio a New York. Prima bisogna eliminare qualsiasi luce artificiale tra le due città e delle due città. Poi, finalmente, apparirebbe la luce indistinta della festa luminosa di New York. Non i singoli fuochi, ma un chiarore diffuso.

Spitzer continuerà ad allargare le zone in cui studiare questo strabiliante rumore di fondo, in attesa che il James Webb sia in grado di distinguere singolarmente i singoli fuochi artificiali.

Non ci resta che attendere  e sognare…

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9 Commenti    |    Aggiungi un Commento

  1. Caro Enzo, grazie per questi articoli dedicati alla fase oscura del Cosmo.
    Aspettiamo pazientemente e vedremo che il James Webb e le rilevazioni delle emissioni della radiazione con lunghezza d'onda 21 cm riusciranno a rischiarare anche la fase oscura

  2. Mamma mia che lavoraccio...povero Spitzer!

    Ma se non si sa nemmeno a cosa si sia di fronte (galassia, buco nero, AGN o quel che sia...) come facciamo a dire 500 milioni di anni? In base a cosa?

  3. Citazione Originariamente Scritto da Lampo Visualizza Messaggio
    Mamma mia che lavoraccio...povero Spitzer!

    Ma se non si sa nemmeno a cosa si sia di fronte (galassia, buco nero, AGN o quel che sia...) come facciamo a dire 500 milioni di anni? In base a cosa?
    REDshift? In fondo, anche se è nell'infrarosso, qualche righetta spettrale ci deve pur essere....

  4. Citazione Originariamente Scritto da Lampo Visualizza Messaggio
    Mamma mia che lavoraccio...povero Spitzer!

    Ma se non si sa nemmeno a cosa si sia di fronte (galassia, buco nero, AGN o quel che sia...) come facciamo a dire 500 milioni di anni? In base a cosa?
    Così a naso direi buco nero a sinistra(o forse una supernova...mah), AGN a destra e in centro non ho idea....
    E' tremendamente affascinante quello che stanno cercando di fare, pensare ai calcoli che comporta un'analisi della luce che si vede nella fotografia mi provoca vertigini.....non vedo l'ora di apprendere che altro ci possono dire queste immagini.

  5. Citazione Originariamente Scritto da Red Hanuman Visualizza Messaggio
    REDshift? In fondo, anche se è nell'infrarosso, qualche righetta spettrale ci deve pur essere....
    Immaginavo...ma credevo che fosse necessario sapere cosa si sta osservando per poter fare i dovuti calcoli in base al redshift...

  6. Citazione Originariamente Scritto da Lampo Visualizza Messaggio
    Immaginavo...ma credevo che fosse necessario sapere cosa si sta osservando per poter fare i dovuti calcoli in base al redshift...
    Ce lo facciamo spiegare da Enzo, ma non credo sia necessario.... In fondo, gli elementi chimici e gli orbitali sono sempre gli stessi...