Immagine a colori radio di un'area del campo COSMOS contenente diverse grandi galassie radio. Un'immagine del VLA è sovrapposta. Credito:Astronomia e astrofisica (immagine VLA per gentile concessione di NRAO/AUI)
Astronomia e astrofisica pubblica una serie di sei articoli che presentano i risultati del VLA-COSMOS Large Project 3 GHz. Guidato da ricercatori dell'Università di Zagabria, il team ha utilizzato il telescopio Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) per osservare una porzione di cielo di due gradi quadrati chiamata campo COSMOS, per una durata di 384 ore. Gli astronomi hanno ottenuto una delle immagini radio più chiare (risoluzione angolare più alta) e più profonde (sensibili) mai prodotte su una regione così ampia del cielo. Nella radio "skymap", il team ha rilevato quasi 11000 galassie. I nuovi dati radio sono stati combinati con dati ottici, infrarossi, e osservazioni a raggi X da telescopi leader a livello mondiale.
La luce radio non è bloccata dalle grandi nuvole di polvere interstellare che spesso risiede nelle galassie. Ciò significa che le onde radio possono essere utilizzate per rilevare le stelle appena nate all'interno delle galassie, poiché queste stelle sono nascoste ad altre lunghezze d'onda. Gli astronomi hanno utilizzato la nuova indagine per esaminare come la quantità di luce radio proveniente da una galassia sia correlata alla velocità con cui la galassia sta formando nuove stelle. Hanno anche studiato come questo tasso è cambiato nel corso della storia dell'Universo. Hanno scoperto che le galassie hanno prodotto il maggior numero di stelle quando l'Universo aveva circa 2,5 miliardi di anni, un quinto della sua età attuale. Durante questo periodo, circa un quarto di tutte le stelle appena nate venivano create in galassie massicce. Gli astronomi hanno anche scoperto che nelle galassie dell'Universo primordiale si stava verificando il 15-20% in più di formazione stellare di quanto si pensasse in precedenza. Ciò significa che è probabile che le nuvole di polvere nascondano molte stelle appena nate.
La nuova indagine radio ha anche fornito una visione unica delle galassie che contengono buchi neri supermassicci in crescita attiva nei loro centri. Queste galassie sono chiamate nuclei galattici attivi (AGN). La materia che orbita e cade nel buco nero può rilasciare enormi quantità di energia. Utilizzando i nuovi dati radio, gli astronomi hanno scoperto più di 1000 AGN che sembrano essere galassie "normali" ad ogni altra lunghezza d'onda. Solo le loro firme di emissione radio tradiscono la loro attività nascosta del buco nero. Questi AGN radio-rilevati sono particolarmente interessanti in quanto potrebbero rappresentare una popolazione di AGN in grado di influenzare l'eventuale destino delle loro galassie ospiti. I processi fisici associati all'alimentazione del buco nero supermassiccio possono riscaldare il gas dentro e intorno alla galassia, impedendo la formazione di nuove stelle e arrestando la crescita incontrollata delle galassie. Gli astronomi hanno confrontato il processo di riscaldamento dell'AGN ipotizzato nelle simulazioni cosmologiche con quello che hanno rilevato nei nuovi dati radio. Hanno trovato una forte somiglianza tra i due. La qualità dei nuovi dati ha permesso di condurre questo test in un'epoca cosmica in cui l'Universo aveva solo 2,5 miliardi di anni circa.
I risultati scientifici di questa nuova indagine radio sono importanti perché forniscono maggiori informazioni su come e perché le galassie si sono evolute da quando si sono formate dopo il big bang fino ai giorni nostri. Questa indagine servirà anche come base per un'indagine su larga scala, sondaggi radio di nuova generazione, tra cui l'imminente VLA Sky Survey (VLASS) e le indagini pianificate che utilizzeranno il telescopio internazionale Square Kilometer Array (SKA).
Immagini ingrandite dal grande progetto VLA-COSMOS 3 GHz. Il mosaico contiene immagini di grandi radiogalassie (in alto nove pannelli) e di oggetti radio compatti (in basso). Credito: Astronomia e astrofisica