Un gruppo internazionale di scienziati guidato dal RIKEN Cluster for Pioneering Research ha utilizzato le osservazioni del Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) del Very Large Telescope (VLT) dell'ESO in Cile e della Suprime-Cam del telescopio Subaru per effettuare osservazioni dettagliate di i filamenti di gas che collegano le galassie in un grande, lontano proto-ammasso nell'universo primordiale.

Sulla base di osservazioni dirette, hanno scoperto che, in accordo con le previsioni del modello della materia oscura fredda della formazione delle galassie, i filamenti sono estesi, si estendono per oltre 1 milione di parsec (un parsec è poco più di tre anni luce) e stanno fornendo il carburante per l'intensa formazione di stelle e la crescita di buchi neri supermassicci all'interno del proto-ammasso.

Le osservazioni, che costituiscono una mappa molto dettagliata dei filamenti, sono stati realizzati su SSA22, un enorme proto-ammasso di galassie situato a circa 12 miliardi di anni luce di distanza nella costellazione dell'Acquario, rendendolo una struttura dell'universo primordiale.

Le scoperte, pubblicato in Scienza , dare nuove intuizioni sulla formazione delle galassie. La credenza dominante un tempo era che le galassie si formassero e poi si organizzassero in ammassi dal basso verso l'alto, ma ora, si ritiene generalmente che i filamenti nell'universo abbiano alimentato la formazione di ammassi di galassie nei punti in cui i filamenti si sono incrociati, creando regioni dense di materia. In conformità a ciò, il gruppo ha scoperto che l'intersezione tra gli enormi filamenti che hanno identificato ospita nuclei galattici attivi - buchi neri supermassicci - e galassie "starburst" che hanno una formazione stellare molto attiva. Determinano la loro posizione dalle osservazioni fatte con l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e l'Osservatorio W. M. Keck.

Le loro osservazioni si basano sul rilevamento della cosiddetta radiazione alfa Lyman, la luce ultravioletta prodotta quando il gas idrogeno neutro viene ionizzato e quindi ritorna al suo stato fondamentale, utilizzando lo strumento MUSE. La radiazione è risultata essere intensa, troppo alta per essere proveniente dalla radiazione ultravioletta di fondo dell'universo. I loro calcoli hanno indicato che l'elevata radiazione è stata probabilmente innescata da galassie che formano stelle e dalla formazione di buchi neri.

Secondo Hideki Umehata del RIKEN Cluster for Pioneering Research e dell'Università di Tokyo, il primo autore del saggio, "Questo suggerisce fortemente che il gas che cade lungo i filamenti sotto la forza di gravità innesca la formazione di galassie starburst e buchi neri supermassicci, dando all'universo la struttura che vediamo oggi.

"Osservazioni precedenti avevano mostrato che ci sono emissioni di blob di gas che si estendono oltre le galassie, ma ora siamo stati in grado di mostrare chiaramente che questi filamenti sono estremamente lunghi, andando anche oltre il limite del campo che abbiamo visto. Ciò aggiunge credibilità all'idea che questi filamenti stiano effettivamente alimentando l'intensa attività che vediamo all'interno delle galassie all'interno dei filamenti".

Co-autore Michele Fumagalli della Durham University, UK., disse, "È molto eccitante vedere chiaramente per la prima volta filamenti multipli ed estesi nell'universo primordiale. Finalmente abbiamo un modo per mappare direttamente queste strutture, e per comprendere in dettaglio il loro ruolo nella regolazione della formazione di buchi neri e galassie supermassicci".