Mappa del cubo dello spaziotempo oggetto della nuova indagine, che mostra la distanza delle galassie in miliardi di anni luce. Le posizioni dei 4, 000 galassie appaiono come cerchi. I colori rappresentano il grado di redshift visto, con i cerchi più blu che indicano le galassie più vicine alla Terra, e quindi meno redshift. Verde, giallo, i cerchi arancioni e rossi indicano spostamenti verso il rosso successivi più alti, e galassie che sono progressivamente più lontane dalla Terra. Credito:D. Sobral
Gli astronomi annunciano oggi una delle più grandi mappe 3D dell'Universo infantile, in una presentazione alla Settimana europea dell'astronomia e delle scienze spaziali a Liverpool. Un team guidato dal dottor David Sobral della Lancaster University ha realizzato il grafico utilizzando il telescopio Subaru alle Hawaii e il telescopio Isaac Newton nelle Isole Canarie. Guardando indietro nel tempo a 16 epoche diverse tra 11 e 13 miliardi di anni fa, i ricercatori hanno scoperto quasi 4000 prime galassie, molti dei quali si saranno evoluti in galassie come la nostra Via Lattea.
La luce delle galassie più lontane impiega miliardi di anni per raggiungerci. Ciò significa che i telescopi agiscono come macchine del tempo, permettendo agli astronomi di vedere le galassie nel lontano passato. La luce di queste galassie è anche allungata dall'espansione dell'Universo, aumentando la sua lunghezza d'onda per renderlo più rosso. Questo cosiddetto redshift è legato alla distanza della galassia. Misurando lo spostamento verso il rosso di una galassia, gli astronomi possono così dedurre la sua distanza, quanto tempo ha impiegato la sua luce per raggiungerci e quindi quanto indietro nel tempo lo stiamo vedendo.
Nel nuovo lavoro il team ha utilizzato filtri per campionare particolari lunghezze d'onda della luce, e quindi epoche specifiche nella storia dell'Universo.
Sergio Santos, uno studente di dottorato di Lancaster e membro del team, commenta:"Abbiamo usato grandi quantità di dati presi con 16 filtri speciali su fotocamere a largo campo e li abbiamo elaborati qui a Lancaster per tagliare letteralmente l'Universo nel tempo cosmico e viaggiare nel tempo nel lontano passato con 16 destinazioni temporali cosmiche ben definite".
Il dottor Sobral aggiunge:"Queste prime galassie sembrano aver subito molti più "esplosioni" quando hanno formato stelle, invece di formarli a un ritmo relativamente costante come la nostra galassia. Inoltre, sembrano avere una popolazione di giovani stelle che è più calda, più blu e più poveri di metalli di quelli che vediamo oggi."
Mappa del cubo dello spaziotempo oggetto della nuova indagine, mostrando il "tempo di ricerca" delle galassie in miliardi di anni. Le posizioni dei 4, 000 galassie appaiono come cerchi. I colori rappresentano il grado di redshift visto, con i cerchi più blu che indicano le galassie viste nel passato più recente, e quindi meno redshift. Verde, giallo, i cerchi arancioni e rossi indicano spostamenti verso il rosso successivi più alti, e galassie che si vedono progressivamente più indietro nel tempo. Credito:D. Sobral
Sobral e il suo team hanno scoperto galassie che esistevano quando l'Universo aveva solo il 20-7% della sua età attuale, e quindi forniscono informazioni cruciali sulle prime fasi della formazione delle galassie.
I ricercatori hanno anche scoperto che queste prime galassie sono incredibilmente compatte. "La maggior parte delle galassie lontane che abbiamo trovato ha una dimensione di soli 3mila anni luce circa, mentre la nostra Via Lattea è circa 30 volte più grande. La loro compattezza probabilmente spiega molte delle loro eccitanti proprietà fisiche che erano comuni nell'Universo primordiale", commenta Ana Paulino-Afonso, uno studente di dottorato a Lancaster e Lisbona. "Alcune di queste galassie dovrebbero essersi evolute per diventare come le nostre e quindi stiamo vedendo come poteva essere la nostra galassia da 11 a 13 miliardi di anni fa".
Vista del campo COSMOS nella costellazione del Sesto, visto alla luce infrarossa. Ciò corrisponde strettamente alla regione del cielo studiata nel nuovo lavoro. Credito:squadra ESO/UltraVISTA. Riconoscimento:TERAPIX/CNRS/INSU/CASU
Il team ha cercato galassie lontane che emettono radiazioni Lyman-alfa, utilizzando 16 diversi filtri a banda stretta e media sul campo COSMOS, che è una delle regioni del cielo più studiate al di fuori della nostra Via Lattea, situato in direzione della costellazione di Sestante. Il team guidato da Lancaster comprende giovani ricercatori di Leida, Lisbona e California. Il team pubblica anche i propri risultati in due articoli sulla rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society e i dati sono ora disponibili pubblicamente per altri astronomi per fare ulteriori scoperte.
