L'astronomo Gregory Rudnick vede l'universo attraversato da qualcosa di simile a un sistema di autostrade interstellari. I filamenti, i filamenti di materia aggregata che si estendono per milioni di anni luce attraverso l'universo per collegare gli ammassi di galassie, sono le autostrade.

"Le galassie scorreranno lungo i filamenti dalle parti meno dense dell'universo alle parti più dense dell'universo, un po' come le auto che scorrono lungo un'autostrada verso una grande città. In questo caso, vanno verso grandi ammassi, trascinato dalla gravità di quelle grandi concentrazioni di materia, " Egli ha detto.

Rudnick, professore associato di fisica e astronomia presso l'Università del Kansas, vuole saperne di più su come i filamenti influenzano le galassie che si muovono attraverso di loro. Ora, il ricercatore KU ha guadagnato $ 280, 000 dalla National Science Foundation per guidare una collaborazione internazionale che sta studiando le galassie che si estendono lungo questa "rete cosmica" di filamenti.

"Mi interessa sapere come le galassie sono influenzate dalle regioni in cui vivono, " Rudnick ha detto. "I filamenti sono il primo luogo in cui le galassie entrano in contatto con le regioni dell'universo a densità più elevata. Se una galassia in una parte "rurale" dell'universo entra in una parte densa, Voglio sapere come cambiano le sue proprietà, ad esempio cambia il numero di stelle che forma, o la sua forma viene alterata? Usando l'analogia con l'autostrada, quando guidi a Kansas City, man mano che vai ci sono sempre più macchine che si accumulano accanto a te, e a volte ci sono incidenti d'auto:è qualcosa di simile all'universo reale perché le galassie possono scontrarsi, pure."

Rudnick e colleghi utilizzeranno più telescopi in tutto il mondo per osservare l'idrogeno neutro e il gas molecolare nelle galassie mentre viaggiano lungo i filamenti. Il team spera di determinare se la quantità di gas, il carburante per la formazione stellare, è meno abbondante nelle galassie a filamento rispetto alle galassie di altri ambienti, come quelli da soli o quelli in gruppi o ammassi di galassie.

"Quando le galassie entrano in un filamento, la pressione del gas diffuso nel filamento può rallentare la velocità con cui la galassia forma le stelle, " Rudnick ha detto. "Ogni galassia ha gas e se ce n'è abbastanza, può collassare in piccole pepite e formare stelle. Le galassie vengono costantemente alimentate dal gas e lo espellono in un sistema complesso. Quando una galassia entra in un filamento, il gas che di solito si alimenta in una galassia ora diventa parte del filamento. La galassia potrebbe disconnettersi dal suo cordone ombelicale di gas".

In altre parole, Rudnick ha detto, "Forse un filamento è come un lungo tratto di autostrada senza molte stazioni di servizio".

I collaboratori di Rudnick includono Rose Finn e Graziano Vernizzi del Sienna College di Loudonville, New York, così come ricercatori di tutto il mondo e studenti KU, incluso uno studente laureato che sarà direttamente supportato dalla sovvenzione. Il team utilizzerà diversi telescopi tra cui il Philips Claude Telescope sull'Osservatorio del Monte Laguna in California, di cui KU possiede una quota. Il gruppo utilizzerà anche il telescopio IRAM a Pico Veleta nella Sierra Nevada spagnola, il Nançay Radio Telescope in Francia e uno dei telescopi spaziali astronomici a lunghezza d'onda a infrarossi della NASA, soprannominato "WISE" per il Wide-field Infrared Survey Explorer.

Le osservazioni del team studieranno le galassie bersaglio in molte diverse lunghezze d'onda della luce, rivelando diverse informazioni su di loro. Per esempio, non solo gli investigatori osserveranno le stelle presenti nelle galassie ma anche il gas che è la materia prima per la formazione di nuove stelle.

"Il gas ha molte fasi e forme diverse, " Rudnick ha detto. "L'idrogeno neutro è costituito da singoli atomi di idrogeno con un protone e un elettrone. Ma quando questo viene compresso, gli atomi di idrogeno possono combinarsi per formare idrogeno molecolare con due atomi:ecco da cosa si formano le stelle. L'idrogeno neutro è il serbatoio del gas, e quando viene incanalato nelle galassie diventa idrogeno molecolare e può formare stelle, e risplende. Osservando quel bagliore di luce invisibile agli occhi, ma visibile con i radiotelescopi, possiamo misurare la fornitura di carburante delle galassie."

Rudnick ha affermato che il team effettuerà osservazioni a molte lunghezze d'onda diverse per comprendere meglio il ciclo del gas all'interno delle galassie man mano che viene fornito, riscaldato, usato ed espulso. Per esempio, osservare l'emissione di idrogeno ionizzato, il team si concentrerà su specifiche lunghezze d'onda della luce che corrispondono a quelle nella parte rossa dello spettro visibile. Sono queste osservazioni che verranno effettuate con la quota di KU nel Philips Claud Telescope sul Monte Laguna.

"Se prendi un atomo di idrogeno e fai cadere un elettrone e se in seguito ricade sull'atomo, emette luce ad una specifica lunghezza d'onda, " Rudnick ha detto. "Il bagliore di quella luce specifica ci dice dove si stanno formando le stelle in questo momento. E "in questo momento" è compreso tra 5 e 10 milioni di anni, in termini di astronomia è un battito di ciglia poiché queste galassie impiegano almeno qualche centinaio di milioni di anni per evolversi notevolmente".

Parte del lavoro della sovvenzione sosterrà anche un programma di astronomia basato sulla ricerca di successo nelle scuole locali del Kansas, estendendolo a 20 studenti di diversa estrazione.

"Ora sono al quinto anno di un programma di sensibilizzazione alla Lawrence High School, " Rudnick ha detto. "Come parte del programma, Lavoro con un insegnante che si è laureato in astronomia alla KU e con un laureato alla KU, entrambi che aiutano a gestire il corso. Nel primo semestre, gli studenti seguono un corso di astronomia simile a quello che insegniamo agli studenti della KU. Nel secondo semestre, fanno un progetto di ricerca con i dati dello Spitzer Space Telescope della NASA, che culmina in un mini-simposio alla KU a cui partecipano docenti e studenti laureati."