Galassia Godzilla, la gigante buona

La maestosa galassia a spirale Ugc 2885 immortalata dal telescopio spaziale Hubble. Crediti: Nasa, Esa e B. Holwerda (University of Louisville)

Tra le innumerevoli galassie del nostro universo, una delle più fotogeniche è la gigantesca galassia a spirale Ugc 2885, situata a 232 milioni di anni luce da noi, nella costellazione settentrionale di Perseo.

L’imponente struttura è stata soprannominata “galassia di Rubin” in onore della “signora della materia oscura” – la scienziata Vera Rubin (1928-2016) – dall’astrofisico Benne Holwerda dell’università di Louisville, in Kentucky, che l’ha studiata con il telescopio spaziale Hubble di Nasa ed Esa. Ugc 2885 fu una delle galassie osservate da Vera Rubin per dimostrare, misurandone la velocità di rotazione, l’esistenza dell’invisibile materia oscura.

«La mia ricerca è stata in gran parte ispirata dal lavoro di Vera Rubin del 1980 sulle dimensioni di questa galassia», spiega Holwerda, che ha presentato al 235mo meeting dell’American Astronomical Society (Aas) – in corso in questi giorni a Honolulu, nelle Hawaii – i suoi studi sulle possibili cause all’origine delle dimensioni fuori dal comune di Ugc 2885. «Come sia diventata così grande è qualcosa che non sappiamo ancora del tutto», ammette Holwerda.

Un indizio potrebbe essere la sua posizione isolata nello spazio: non ha galassie vicine con le quali scontrarsi e interrompere la forma e l’evoluzione del suo disco. Ma ci sono ancora molti altri interrogativi, ad esempio: la galassia ha inghiottito nel tempo galassie satellitari molto più piccole? O ha accumulato lentamente del gas per dare luce a nuove stelle? Fattostà che «è grande quanto lo può diventare una galassia a disco senza scontrarsi con nient’altro nello spazio», osserva Holwerda. «E sembra che stia continuando a crescere, in modo lento ma inesorabile». >

Grazie  all’eccezionale risoluzione di Hubble, i ricercatori stanno contando il numero di ammassi stellari globulari presenti nell’alone che circonda Ugc 2885. Un eccesso di ammassi fornirebbe la prova che la galassia, in passato, li abbia effettivamente sottratti a numerose piccole galassie lungo il corso di miliardi di anni.

La smisurata galassia potrebbe guadagnarsi a buon diritto il soprannome di “Godzilla Galaxy”, notano i ricercatori, ma si tratterebbe di un gigante gentile, non di un terribile mostro: se ne è infatti rimasto tranquillo e silenzioso per miliardi di anni, sorseggiando idrogeno dalla struttura filamentosa dello spazio intergalattico.

Ulteriori approfondimenti sulla sua composizione e la sua origine potrebbero arrivare da due telescopi spaziali della Nasa del prossimo futuro, il James Webb e WFirst. «La capacità di osservare nell’infrarosso di entrambi i telescopi spaziali ci dovrebbe offrire una visuale senza ostacoli delle popolazioni stellari sottostanti», dice Holwerda, e complementerebbe la capacità di Hubble di tracciare la formazione stellare in luce visibile.

Guarda la zoommata dentro a Ugc 2885 nel canale Esa di Hubble:

Parco giochi stellare nella nube di Perseo

Protagonista di questa immagine – ripresa dallo Spitzer Space Telescope della Nasa – è la nube molecolare di Perseo, un complesso di gas e polvere che si estende per oltre 500 anni luce all’interno del Braccio di Orione, ad appena 1000 anni luce dal Sistema solare, in direzione della costellazione di Perseo, da cui prende il nome. Sede di un’abbondanza di giovani stelle, ha attirato l’attenzione degli astronomi per decenni, e Spitzer non poteva non dare un’occhiata con i suoi potenti occhi infrarossi.

La nube molecolare di Perseo, un complesso di gas e polvere che si estende per oltre 500 anni luce, ospita un’abbondanza di giovani stelle. In questa immagine è stata ripresa dallo Spitzer Space Telescope della Nasa. Situata ai margini della Costellazione del Perseo, la nube si trova a circa mille anni luce dalla Terra. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech.

Lo strumento Spitzer Multiband Imaging Photometer (Mips) ha catturato questa immagine durante la cold mission di Spitzer, iniziata nel 2003 e terminata nel 2009, quando a bordo è finito l’elio, il liquido che serviva per raffreddare il telescopio spaziale e consentire agli strumenti di funzionare a bassissime temperature. Da quel momento è iniziata la warm mission di Spitzer, che utilizza due moduli della InfraRed Array Camera (Irac) la cui sensibilità non è stata deteriorata dall’esaurimento dell’elio.

La luce infrarossa non può essere vista dall’occhio umano, ma tutti gli oggetti caldi, dai corpi umani alle nubi di polvere interstellare, la emettono. Le radiazioni infrarosse emesse dalla polvere generano gran parte del bagliore evidente nella nube molecolare di Perseo. Grappoli di stelle, come quelli presenti vicino al lato sinistro dell’immagine, emettono ancora più luce infrarossa e illuminano le nubi circostanti come il Sole illumina un cielo nuvoloso al tramonto. Gran parte della polvere vista in questa zona emette poca o nessuna luce visibile (in effetti, la polvere blocca la luce visibile) e viene quindi rivelata più chiaramente con osservatori a infrarossi come Spitzer.

Questa immagine mostra la posizione e le dimensioni apparenti della nube molecolare di Perseo nel cielo notturno. Situata ai margini della costellazione di Perseo, il complesso di gas e polvere si trova a circa 1000 anni luce dalla Terra e ha un’estensione di circa 500 anni luce. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech

Sul lato destro dell’immagine c’è un gruppo luminoso di giovani stelle noto come Ngc 1333, che Spitzer ha osservato più volte. Si trova a circa 1000 anni luce dalla Terra. Sembra lontano, ma in realtà è molto vicino rispetto alle dimensioni della nostra galassia, il cui diametro è di circa 100mila anni luce. La vicinanza di Ngc 1333 e le forti emissioni a infrarossi l’hanno resa ben visibile agli astronomi già dai tempi in cui sono stati utilizzati i primi strumenti a infrarossi. Alcune delle sue stelle furono osservate per la prima volta a metà degli anni ’80 con l’Infrared Astronomical Survey (Iras), una missione congiunta tra Nasa, Regno Unito e Paesi Bassi. Iras è stato il primo telescopio spaziale a infrarossi e ha osservato il cielo a lunghezze d’onda infrarosse bloccate dall’atmosfera terrestre, regalandoci la prima vista in assoluto dell’universo a quelle lunghezze d’onda.

Su Ngc 1333 sono stati scritti più di 1200 articoli, ed è stata studiata in altre lunghezze d’onda della luce da numerosi satelliti, incluso lo Hubble Space Telescope, che rileva la luce per lo più visibile, e l’osservatorio a raggi X Chandra della Nasa. Molte giovani stelle dell’ammasso stanno espellendo enormi quantità di materiale – lo stesso materiale che forma la stella – nello spazio. Quando il materiale viene espulso, si riscalda e si scontra con il mezzo interstellare circostante. Questi fattori fanno irradiare i getti in modo molto brillante e possono essere visti molto bene dagli astronomi, che nel complesso riescono ad avere una visione chiara di come le stelle passano da un’adolescenza a volte turbolenta all’età adulta, più calma.

Altri ammassi di stelle visibili al di sotto di Ngc 1333 sono circondati da un affascinante mistero: sembrano contenere stelle neonate, adolescenti e adulte. Secondo Luisa Rebull, astrofisica dell’Infrared Science Archive della Nasa che ha studiato Ngc 1333 e alcuni degli ammassi sottostanti, un mix così fitto ed eterogeneo in termini di età è estremamente raro. Sebbene molte stelle possano formarsi insieme in gruppi ristretti, invecchiando tendono a spostarsi sempre più lontano, e vedere stelle di età così differenti così vicine fra loro fa sorgere qualche dubbio. «Questa regione», dice Rebull, «ci sta indicando che c’è qualcosa che non abbiamo ancora capito sulla formazione stellare».

Immagine annotata della nube molecolare di Perso, fornita dallo Spitzer Space Telescope della Nasa, che mostra la posizione di vari ammassi stellari, tra cui Ngc 1333. Crediti: Nasa/Jpl-Caltech

Dalle prime osservazioni di Iras, i nuovi strumenti caratterizzati da una sensibilità molto migliore hanno permesso di svelare alcuni dei misteri della regione. Il 30 gennaio 2020 la Nasa manderà in pensione lo Spitzer Space Telescope, ma la sua eredità ha spianato la strada ai prossimi osservatori spaziali, tra cui il James Webb Space Telescope, che osserverà nell’infrarosso e permetterà agli astronomi di addentrarsi in questa regione e scorgerne particolari che miglioreranno ulteriormente la comprensione dell’universo.

Per saperne di più sullo Spitzer Space Telescope:

Galassia si fa in 12 sotto l’occhio di Hubble

Tre dei quattro archi prodotti dalla lente gravitazionale sono visibili in alto a destra dell’immagine, il quarto arco in basso a sinistra, parzialmente oscurato da una stella luminosa in primo piano. Crediti: Esa/Hubble, Nasa, Rivera-Thorsen et al.

In quel luna park delle meraviglie che è il cosmo, una fra le attrazioni più spettacolari è offerta dalle lenti gravitazionali. Un po’ come gli specchi deformanti dei nostri parchi dei divertimenti ci ingrassano o ci snelliscono, ci elevano o ci schiacciano, a seconda della curvatura, le lenti gravitazionali – un effetto previsto dalla Relatività generale di Einstein – distorcono, amplificano e moltiplicano ciò che sta alle loro spalle. Ecco così che la luce di una remota galassia, altrimenti troppo fioca per essere vista, è stata “spalmata” da una lente gravitazionale su almeno quattro archi di cerchio (vedi immagine qui a fianco), lungo i quali appare riprodotta in ben 12 repliche con da 10 a 30 volte più luminose dell’originale.

La galassia – nome in codice Psz1 G311.65-18.48, ma soprannominata Sunburst Arc (arco a raggiera) per la sua caratteristica forma distorta – si trova a 11 miliardi di anni luce da noi. E proprio grazie alla deviazione impressa alla traiettoria dei suoi fotoni dalla lente gravitazionale – in questo caso, un enorme ammasso di galassie posizionato esattamente lungo la linea di vista, a 4.6 miliardi di anni luce dalla Terra – la sua luce è diventata abbastanza intensa da poter essere vista dal telescopio spaziale Hubble.

Ma c’è di più. Stirata e intensificata lungo gli archi, la galassia ha rivelato all’occhio di Hubble dettagli con dimensioni di “appena” 520 anni luce. Può sembrare un’estensione enorme, ma trattandosi di un oggetto a 11 miliardi di anni luce dalla Terra, quella ottenuta è in realtà una risoluzione pazzesca.

Una risoluzione elevata al punto da consentire agli astronomi di intravedere tracce di un processo da tempo ipotizzato ma mai prima d’ora osservato: la fuoriuscita dalle prime galassie di fotoni ad alta energia attraverso una sorta di stretti canali di passaggio “scavati” nel gas non ancora ionizzato. Se confermata, si tratterebbe di una scoperta fondamentale per contribuire a risolvere uno fra i più grandi interrogativi sull’universo primordiale, ovvero i meccanismi all’origine della reionizzazione – l’epoca di transizione da un universo opaco, saturo di gas neutro, all’universo ionizzato e dunque trasparente che conosciamo oggi. La presenza dei canali intravisti da Hubble grazie alla lente gravitazionale spiegherebbe appunto, anche se solo in parte, come la radiazione ad alta energia – responsabile della ionizzazione del mezzo intergalattico – sia riuscita a uscire dalle prime galassie.

Guarda sul sito di Hubble dell’Esa l’animazione sul lensing gravitazionale:

Ed è subito Halloween

La nuova immagine catturata dal telescopio spaziale Nasa / Esa Hubble. Sono visibili le due galassie in collisione che formano una struttura ad anello, il sistema Arp-Madore 2026-424, che ricorda un volto spettrale. L’osservazione, compiuta con l’Advanced Camera for Surveys, risale al 19 giugno 2019. Crediti: Nasa, Esa J. Dalcanton, B.F. Williams, e M. Durbin (Università di Washington)

Guardate bene l’immagine qui a fianco – magari cliccandola per ingrandirla. Occhi sbrilluccicanti, uno dei quali abnorme rispetto all’altro, bocca spalancata, zigomi scavati e un’ampia fronte: non vi ricorda forse il volto  spettrale di una inquietante creatura aliena? Questo spaventoso oggetto cosmico è in realtà il risultato di una titanica collisione frontale tra due galassie immortalata dalla Advanced Camera for Surveys dello Hubble space telescope.

L’istantanea, rilasciata dal team di Hubble ieri, giusto in tempo per celebrare la incombente festa di Halloween, è stata scattata il 19 giugno 2019. Nella “impressionante” immagine, ogni “occhio” è il nucleo luminoso di uno dei due membri di una coppia di galassie in collisione l’una con l’altra. Il contorno del viso è un anello di giovani stelle blu. Al naso e alla bocca danno forma, invece, altri gruppi di nuove stelle. Uno scontro violento, questo immortalato da Hubble, che conferisce al sistema una struttura ad anello, anche se per un “breve” lasso di tempo: circa 100 milioni di anni. Le due galassie, infatti, alla fine si fonderanno completamente, in circa 1-2 miliardi di anni, nascondendo il loro  disordinato passato.

Sebbene le collisioni galattiche siano comuni – sopratutto nell’universo primordiale – la maggior parte di esse non avvengono frontalmente come quella che probabilmente ha creato il sistema galattico ad anello che vedete: una struttura galattica situata a 704 milioni di anni luce di distanza da noi, nella costellazione del Microscopio, riportata nel catalogo Arp-Madore “delle Associazioni e delle Galassie Peculiari del Sud” sotto il nome di Arp-Madore 2026-424.

Hubble ha osservato questo sistema unico come parte di un programma di osservazioni “snapshot”: osservazioni effettuate durante intervalli osservativi del telescopio inutilizzabili dai programmi principali.

Gli astronomi intendono sfruttare questo tipo di osservazioni per dare un’occhiata da vicino a molte altre galassie insolite che interagiscono tra loro. L’obiettivo è quello di creare un catalogo di galassie vicine interagenti che possa fornire indicazioni su come queste si  evolvono nel tempo dopo la fusione. Analizzando queste osservazioni dettagliate di Hubble, inoltre, gli astronomi saranno in grado di decidere quali sistemi galattici possano costituire i principali bersagli  delle future osservazioni del James Webb Space Telescope, il cui lancio è previsto nel 2021.

Guarda il breve video sul canale YouTube di Hubble:

Via Lattea, galassia ladra

Schema del ciclo del gas in ingresso e in uscita al di sopra e al di sotto il disco stellare. Crediti: Nasa, Esa e D. Player (Stsci)

La Via Lattea è una ladra: succhia il carburante ad altre galassie. Alle sue vicine più piccole, per giunta. Come se il proprietario di un grosso suv se ne andasse notte tempo a rubare benzina dai serbatoi delle utilitarie del parcheggio condominiale. Una vicenda che non ci fa onore, ricostruita in un articolo in uscita su The Astrophysical Journal e firmato da un team guidato da Andrew Fox dello Space Telescope Science Institute.

Il “carburante”, nel caso della Via Lattea, è il gas. Immense nubi di gas necessarie alla formazione delle nuove generazioni di stelle. Gas che esce dai confini della nostra galassia sospinto dal vento stellare e dalle esplosioni di supernove. Per poi rientrare – per effetto della gravità – quando la situazione si fa più tranquilla. Gli astronomi si sono però accorti che non è un gioco a somma zero: gli ingressi superano le uscite. Il gas che arriva è più di quello che se ne va.

Ma quanto di più? E da dove arriva, quello in eccedenza? Rispondere non è stato semplice: le nubi di gas sono invisibili, come il vento. Dunque non c’è modo di tracciare i loro spostamenti semplicemente osservandole. Gli autori dello studio hanno però trovato un escamotage: le hanno “illuminate” con la luce dei quasar presenti sullo sfondo. Le nubi di gas assorbono infatti alcune particolari frequenze dei potenti fasci di radiazione elettromagnetica emessi dai quasar, e questo assorbimento lascia delle tracce. In particolare, Fox e colleghi si sono concentrati sull’impronta lasciata dal silicio: una firma spettroscopica osservabile dal telescopio spaziale Hubble in ultravioletto.

Se i quasar fossero alberi autunnali, le tracce rilevate nell’arco di dieci anni – circa duecento osservazioni, dal 2009 a oggi – dallo strumento Cos (Cosmic Origins Spectrograph) di Hubble sarebbero le foglie nel vento: guardandole volteggiare è possibile non solo “vedere” il vento, ma anche capire in che direzione soffia. È ciò che hanno fatto Fox e colleghi misurando lo spostamento della riga spettrale del silicio generato dall’effetto doppler: verso il rosso quando il gas si allontana, verso il blu quando fa rientro nella galassia.

Ed è così che, ripercorrendo l’elenco dei movimenti, si sono accorti che le entrate superano le uscite. Ma da dove arriva il gas inatteso? Una possibile spiegazione è che il surplus provenga dal mezzo intergalattico. Fox e il suo team sospettano, però, che la Via Lattea stia anche razziando i “conti correnti” di altre galassie del vicinato: le sue piccole galassie satelliti, appunto. Risucchiando dunque – grazie alla sua considerevole attrazione gravitazionale – il gas in esse presenti. L’indagine non è però terminata: per una risposta definitiva, dovrà essere condotta anche su altre galassie, ed estesa all’analisi dei movimenti non solo del gas freddo – com’è stato fatto in quest’occasione – ma anche di quello più caldo.

Per saperne di più:

  • Leggi il preprint dello studio in uscita su The Astrophysical Journal “The Mass Inflow and Outflow Rates of the Milky Way”, di Andrew J. Fox, Philipp Richter, Trisha Ashley, Timothy M. Heckman, Nicolas Lehner, Jessica K. Werk, Rongmon Bordoloi e Molly S. Peeples

 

Aumenta la tensione sulla costante di Hubble

Una regione della Grande Nube di Magellano, a 162mila anni luce da noi. Crediti: Nasa, Esa, Josh Lake

Sempre più precise, sempre più incompatibili. Così sono le stime del valore della costante di Hubble ottenute con metodi astrofisici (relative all’universo più recente) rispetto a quelle derivate da parametri cosmologici (relative all’universo primordiale). L’ultimo risultato al riguardo – firmato dal premio Nobel Adam Riess e in uscita su The Astrophysical Journal – è l’ennesimo affinamento della stima ottenuta con metodi astrofisici. Grazie alle misure con precisione senza precedenti della distanza di 70 variabili cefeidi della Grande Nube di Magellano, calcolate osservandole con la Wide Field Camera 3 del telescopio spaziale Hubble usando la tecnica Dash (drift and shift), il team guidato da Riess è giunto a stimare che la costante di Hubble è pari a 74.03 km/s/Mpc. Con un errore massimo – ed è questo il risultato di maggior rilievo – inferiore al due per cento: per l’esattezza, l’1.91 per cento, vale a dire, più o meno 1.42 km/s/Mpc.

Una stima – e un errore – che rendono sempre più incolmabile il divario fra la costante di Hubble stimata con metodi astrofisici e quella invece derivata da parametri cosmologici – prima fra tutte la stima di 67.4 km/s/Mpc ottenuta dal telescopio spaziale dell’Esa Planck misurando le anisotropie del fondo cosmico a microonde. Come osservano gli autori dell’articolo, a questo punto la probabilità che la discrepanza, di circa il 9 per cento, tra le misure del tasso odierno di espansione dell’universo e il valore atteso basato invece sull’espansione dell’universo primordiale sia frutto del caso è di appena uno su centomila: un miglioramento notevole rispetto alla significatività della stima dello scorso anno, pari a uno su tremila.

«La tensione di Hubble tra l’universo primordiale e quello di epoche successive potrebbe rappresentare lo sviluppo più interessante della cosmologia degli ultimi decenni», non manca di far notare Riess. «La discrepanza è aumentata e ha ormai raggiunto livelli per cui è davvero impossibile liquidarla come frutto del caso».

Dando dunque per assodato che questa discrepanza ci sia, com’è possibile spiegarla? Qui si entra per ora nel regno delle ipotesi. Una possibilità è che una delle due stime – quella astrofisica o quella cosmologica, o magari entrambe – sia sbagliata, certo. Dunque è importante continuare a raccogliere altre osservazioni, magari con metodi indipendenti, come quello che usa i quasar e il lensing gravitazionale oppure quello basato sulle onde gravitazionali. Ma è anche possibile che, invece, l’errore non sia nelle misure bensì nei modelli cosmologici – quelli secondo i quali il valore dell’espansione dell’universo dovrebbe essere uguale alla stima ottenuta dai dati del fondo cosmico a microonde. E questo secondo scenario potrebbe implicare la necessità di una cosiddetta “nuova fisica”. Una possibilità che gli scienziati cominciano a prendere sempre più in considerazione.

Per saperne di più:

Guarda su MediaInaf Tv il video sull’uso delle cefeidi per calcolare la costante di Hubble:

Guarda su MediaInaf Tv la live su “Hubble, la costante della discordia”

Aumenta la tensione sulla costante di Hubble

Una regione della Grande Nube di Magellano, a 162mila anni luce da noi. Crediti: Nasa, Esa, Josh Lake

Sempre più precise, sempre più incompatibili. Così sono le stime del valore della costante di Hubble ottenute con metodi astrofisici (relative all’universo più recente) rispetto a quelle derivate da parametri cosmologici (relative all’universo primordiale). L’ultimo risultato al riguardo – firmato dal premio Nobel Adam Riess e in uscita su The Astrophysical Journal – è l’ennesimo affinamento della stima ottenuta con metodi astrofisici. Grazie alle misure con precisione senza precedenti della distanza di 70 variabili cefeidi della Grande Nube di Magellano, calcolate osservandole con la Wide Field Camera 3 del telescopio spaziale Hubble usando la tecnica Dash (drift and shift), il team guidato da Riess è giunto a stimare che la costante di Hubble è pari a 74.03 km/s/Mpc. Con un errore massimo – ed è questo il risultato di maggior rilievo – inferiore al due per cento: per l’esattezza, l’1.91 per cento, vale a dire, più o meno 1.42 km/s/Mpc.

Una stima – e un errore – che rendono sempre più incolmabile il divario fra la costante di Hubble stimata con metodi astrofisici e quella invece derivata da parametri cosmologici – prima fra tutte la stima di 67.4 km/s/Mpc ottenuta dal telescopio spaziale dell’Esa Planck misurando le anisotropie del fondo cosmico a microonde. Come osservano gli autori dell’articolo, a questo punto la probabilità che la discrepanza, di circa il 9 per cento, tra le misure del tasso odierno di espansione dell’universo e il valore atteso basato invece sull’espansione dell’universo primordiale sia frutto del caso è di appena uno su centomila: un miglioramento notevole rispetto alla significatività della stima dello scorso anno, pari a uno su tremila.

«La tensione di Hubble tra l’universo primordiale e quello di epoche successive potrebbe rappresentare lo sviluppo più interessante della cosmologia degli ultimi decenni», non manca di far notare Riess. «La discrepanza è aumentata e ha ormai raggiunto livelli per cui è davvero impossibile liquidarla come frutto del caso».

Dando dunque per assodato che questa discrepanza ci sia, com’è possibile spiegarla? Qui si entra per ora nel regno delle ipotesi. Una possibilità è che una delle due stime – quella astrofisica o quella cosmologica, o magari entrambe – sia sbagliata, certo. Dunque è importante continuare a raccogliere altre osservazioni, magari con metodi indipendenti, come quello che usa i quasar e il lensing gravitazionale oppure quello basato sulle onde gravitazionali. Ma è anche possibile che, invece, l’errore non sia nelle misure bensì nei modelli cosmologici – quelli secondo i quali il valore dell’espansione dell’universo dovrebbe essere uguale alla stima ottenuta dai dati del fondo cosmico a microonde. E questo secondo scenario potrebbe implicare la necessità di una cosiddetta “nuova fisica”. Una possibilità che gli scienziati cominciano a prendere sempre più in considerazione.

Per saperne di più:

Guarda su MediaInaf Tv il video sull’uso delle cefeidi per calcolare la costante di Hubble:

Guarda su MediaInaf Tv la live su “Hubble, la costante della discordia”

Hubble festeggia con un Granchio

La Nebulosa Meridionale del Granchio. Crediti: Nasa, Esa, Stsci

Era il 24 aprile del 1990. Mentre l’Italia ferveva di preparativi per l’imminente mondiale di calcio, lo shuttle Discovery, per conto della Nasa e dell’Esa, lanciava in orbita il telescopio spaziale Hubble, con uno specchio di 2,4 metri di diametro e dotato di cinque strumenti in grado di osservare nel visibile e, in parte, anche in infrarosso e ultravioletto. Fu una vera rivoluzione che portò a risultati scientifici leggendari, e che ogni anno viene immancabilmente celebrata dalle due agenzie con la pubblicazione di immagini stupefacenti come quella appena scattata alla Nebulosa Meridionale del Granchio.

Il nome di questa nebulosa – che si trova a settemila anni luce dal Sole e che si sta avvicinando a noi alla velocità, impressionante ma innocua, di oltre 140 km al secondo – è dovuto alla sua forma che tanto ricorda, con i suoi bordi, le zampe e le chele del simpatico e talvolta doloroso crostaceo. Ma fate attenzione a quell’aggettivo meridionale perché fa la differenza. La Nebulosa Meridionale del Granchio fa parte, infatti, della costellazione del Centauro, molto grande e incastonata intorno al Polo Sud celeste, dunque nascosta alle nostre latitudini. Una Nebulosa del Granchio tour court esiste anche nel cielo boreale e fa parte della ben più nota, per noi, costellazione del Toro. Ha anch’essa una storia bellissima e una forma un po’ meno caratteristica, in ogni caso qui ci interessa solamente rimarcare la loro netta distinzione.

Nel 1967 fu registrato come stella singola un oggetto con l’anonima sigla di He2-104. Nel 1989, l’osservatorio di La Silla dell’Eso, in Cile, lo osservò più “da vicino” e riuscì a individuarne i lunghi filamenti simmetrici che poi le diedero il nome. Restava comunque un oggetto enormemente misterioso – l’immagine dell’Eso parla da sola. Nel 1998 fu il telescopio spaziale Hubble a puntare su quello che era già stato battezzato Granchio Meridionale e a rendere possibile l’osservazione dell’intera struttura a un livello di dettaglio mai visto e finora ineguagliato. Il telescopio orbitante riuscì per primo a “risolvere” la luminosissima parte centrale scoprendo fenomeni del tutto inaspettati. Innanzitutto si sono notate alcune strutture nidificate dalla forma identica alle più grandi componenti della “clessidra”, un po’ come avviene in un frattale, suggerendo che il fenomeno che aveva creato le bolle esterne si sia verificato almeno altre due volte in tempi più recenti rispetto alle sorelle maggiori.

Inoltre Hubble scoprì la vera entità di questa nebulosa, ovvero che non una ma ben due stelle si facevano compagnia al centro della nebulosa, scambiandosi effusioni tutt’altro che tenere.

Crediti: per l’immagine del 1989, Eso. Per l’immagine del 1998, Romano Corradi, Instituto de Astrofisica de Canarias, Tenerife, Spain; Mario Livio, Space Telescope Science Institute, Baltimore, Md.; Ulisse Munari, Osservatorio Astronomico di Padova-Asiago, Italy; HugoSchwarz, Nordic Optical Telescope, Canarias, Spain; Nasa/Esa (1998). Per l’immagine del 2019: Nasa, Esa, Stsci

La strana coppia è formata da una nana bianca e una gigante rossa che, essendo nella fase finale della vita (sempre settemila anni fa, non dimentichiamolo), si sta gonfiando e contemporaneamente rilascia – per via dei collassi gravitazionali – il gas e le polveri dei suoi strati più esterni. La nana bianca, che è più piccola, più densa e più vecchia, attrae questi materiali con la sua enorme gravità ma non riesce a trattenerli oltre un certo limite, superato il quale erutta tutto quel materiale indigesto con esplosioni potentissime. Ed è proprio questo il motivo della forma a clessidra: è tutta colpa della dispettosa e minuscola “vecchietta” che non vuole caricare oltremodo le sue ossa già malandate.

Quando la gigante rossa smetterà di nutrire la vecchia e indomita compagna diventerà anch’essa una nana bianca, e ciò che resterà tutto intorno prenderà il nome di nebulosa planetaria, dalla quale nasceranno nuovi corpi celesti e il ciclo ripartirà da capo. Nel frattempo è lecito aspettarsi ancora numerosi altri collassi e ed eruzioni.

Ecco che la foto appena scattata da Hubble assume un significato che va al di là della semplice celebrazione, perché rappresenta il terzo fotogramma di un film già iniziato che in futuro ci mostrerà l’evoluzione del Granchio Meridionale così come di molti altri fenomeni celesti. Sarà Hubble a girare questo film? Probabilmente sì, almeno per un’altra decina d’anni, intanto aspettiamo con ansia il lancio del nuovissimo James Webb Telescope che, più che dare man forte a Hubble nel ruolo di regista, ne erediterà a buon titolo la sedia e, soprattutto, la telecamera.

Di due galassie una

Quella che vedete sotto è una splendida foto dai colori vivaci – blu rubino, bianco intenso e sfumature ambrate – scattata nel visibile e nell’ultravioletto dalla Wide Field Camera 3 del Telescopio spaziale Hubble. A guardarla bene sembrerebbe una galassia. Eppure non possiede nessuna delle forme principali riconosciute per la classificazione secondo la “sequenza di Hubble“: non è ellittica, non è lenticolare, non è a spirale. E non è nemmeno a spirale barrata o a spirale intermedia. Ma cos’è, dunque, quella ritratta nella foto? 

La coppia di galassie in collisione Ngc 6052 immortalata usando la Wide Field Camera 3 del telescopio spaziale Hubble di Nasa ed Esa. Crediti: Esa/Hubble e Nasa, A. Adamo et al.

Il suo nome è Ngc 6052 – così si chiama nel New General Catalog (Ngc) di John Dreyer. Conosciuta anche con i nomi di Mrk 297, Leda 57039 o Arp 209, è una coppia di galassie in collisione. Due galassie interagenti nella costellazione di Ercole, a circa 230 milioni di anni luce di distanza da noi, prodotto di un abbraccio cosmico di quelle che una volta erano due galassie distinte: le galassie Ngc 6052A e Ngc 6052B. Un abbraccio dovuto alla reciproca attrazione gravitazionale tra le due galassie iniziato molto tempo fa e che le ha indotte, via via, ad avvicinarsi, producendo all’interno di Ngc 6052 lo stato caotico che si osserva oggi. Uno stato dove le brillanti stelle, presenti originariamente nelle singole galassie, hanno abbandonano le loro orbite per intraprenderne di nuove indotte dai modificati effetti gravitazionali, iniziando così una specie di danza dove le stelle sono tirate l’un l’altra dalla gravità.

Scoperta per la prima volta l’11 giugno del 1784 da William Herschel – l’astronomo che tre anni prima aveva scoperto il gigante gassoso Urano – Ngc 6052, proprio a causa della sua forma , è stata originariamente classificata come singola galassia irregolare, non mostrando, come detto, nessuna struttura discernibile secondo la classificazione delle galassie di Hubble.

Oggi, invece, sapendone molto di più sull’evoluzione della galassie, è chiaro che si tratta di una collisione di galassie. Uno scontro fra titani ritenuto fino a poco tempo fa un evento eccezionale ma che in realtà è già stato osservato diverse volte. La domanda ora è: a che cosa porterà questa collisione? A una fusione delle due galassie. Una fusione dalla quale si formerà una nuova e unica galassia stabile. Una sorte che pare pure ci riguardi da vicino. Sembra infatti che, in un futuro molto remoto – si stima non prima di due miliardi di anni – la Via Lattea sia destinata a scontrarsi con il nostro vicino galattico: la Grande Nube di Magellano – fondendosi con essa e producendo una nuova galassia stabile, molto diversa delle due galassie originali. Fusioni, queste, importanti dal punto di vista astronomico: oltre a rappresentare un passaggio fondamentale dell’evoluzione delle galassie, forniscono ai ricercatori indizi su come queste si siano accumulate nel tempo.

 

 

Hubble gioca a Legus con le stelle

Queste sei immagini rappresentano alcune delle regioni dove nascono le stelle. Le galassie fanno parte della Legacy ExtraGalactic UV Survey (Legus) dell’Hubble Space Telescope. Ci sono due galassie nane (Ugc 5340 e Ugca 281) e quattro grandi galassie a spirale (Ngc 3368, Ngc 3627, Ngc6744 e Ngc 4258). Le immagini sono una miscela di luce ultravioletta e luce visibile ottenuta con i datti della Wide Field Camera 3 di Hubble e dell’Advanced Camera for Surveys. Crediti: Nasa, Esa, and the Legus team

Cinquanta galassie passate al setaccio dal telescopio spaziale Hubble di Nasa ed Esa, per raccogliere informazioni uniche su come si formano ed evolvono le stelle. È questo l’obiettivo del progetto Legus (Legacy ExtraGalactic UV Survey) portato avanti da un gruppo internazionale di ricercatori del quale fanno parte astronome e astronomi italiani, come Monica Tosi dell’Istituto nazionale di astrofisica. Il team ha appena reso disponibile quella che ad oggi è la più accurata e completa visione nell’ultravioletto di galassie con formazione stellare nel nostro vicinato cosmico, una raccolta di immagini di cinquanta galassie osservate in varie bande di radiazione da Hubble e integrate da un esteso catalogo delle stelle e degli ammassi stellari presenti in trenta di esse. Una grande mole di dati accurati su astri massicci e giovani.

«Prima del nostro non era mai stato realizzato un catalogo di stelle e ammassi stellari che includesse osservazioni alla luce ultravioletta», spiega Daniela Calzetti dell’Università del Massachusetts ad Amherst, che ha guidato l’indagine. «La luce ultravioletta è un importante tracciante delle popolazioni di stelle più giovani e più calde, grazie alle quali gli astronomi riescono a ricavare l’età delle stelle e ricostruire completamente la storia stellare».

Gli scienziati hanno selezionato gli obiettivi della survey Legus tra 500 galassie con distanze comprese tra 11 e 58 milioni di anni luce, già individuate con precedenti osservazioni da Terra e dallo spazio. Le osservazioni sono state condotte con la Wide Field Camera 3 e l’Advanced Camera for Surveys di Hubble che hanno raccolto per un anno immagini in luce visibile e ultravioletta delle galassie, affiancandole con riprese d’archivio, così da fornire la più completa panoramica possibile, risolvendo le loro stelle più massicce del sole e identificando i loro ammassi stellari.

«Le osservazioni nell’ultravioletto, fattibili solo con Hubble, sono particolarmente adatte a studiare oggetti molto giovani e molto caldi – sottolinea Monica Tosi – e possono dare informazioni senza precedenti sui processi di formazione stellare recenti, sull’evoluzione delle galassie stesse e anche sulle galassie dell’universo bambino. A causa dell’espansione dell’universo stesso e del conseguente spostamento verso il rosso delle lunghezze d’onda emesse da oggetti molto lontani, la fotografia che abbiamo in ultravioletto delle galassie vicine corrisponde anche a quella delle galassie primordiali viste da qui. Con 8000 ammassi stellari e 39 milioni di stelle risolte in 50 galassie, questi cataloghi potranno quindi essere utilissimi a chi studia i processi di formazione stellare e l’evoluzione delle stelle massicce, ma anche a chi studia le galassie primordiali. Un lascito prezioso che solo Hubble poteva darci».

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