Hubble e Spitzer osservano la galassia piu’ giovane nel nostro Universo

Abell 2744 e’ la galassia piu’ distante finora scoperta. Fonte immagine HubbleSite.

Un team internazionale guidati da astronomi dell’Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) e La Laguna University (ULL) ha appena completato la prima analisi delle osservazioni dell’ammasso di galassie Abell 2744, un programma coordinato dell’Hubble Space Telescope e dello Spitzer Space Telescope. Il primo risultato dello studio e’ la scoperta di una delle galassie piu’ distanti mai osservate prima, che mostra chiaramente le potenzialita’ di progetto di Hubble Space Telescope denominato HST Frontier Fields Project.

I risultati verranno pubblicti nella rivista scientifica Astronomy and Astrophysics Letters. Il lavoro coinvolge anche altri ricercatori di Francia (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie de Toulouse and Centre de Recherche Astrophysique de Lyon), Svizzera (Geneva University ed Ecole Polytechnique Federal de Lausanne), e Stati Uniti (University of Arizona).

Grazie all’ottima qualita’ dei dati raccolti da Hubble sia nell’ottico che nel vicino infrarosso e da Spitzer nell’infrarosso, i ricercatori sono stati in grado di determinare le proprieta’ di questa giovane galassia con una precisione migliore di qualsiasi altro studio precedente in altri campioni di galassie con eta’ cosmologiche simili. La galassia, denominata Abell2744_Y1 e’ circa 30 volte piu’ piccola della nostra Galassia, la Via Lattea, ma sta formando stelle con un rapporto 10 volte maggiore. Dalla Terra questo oggetto viene osservato con un’eta’ pari a circa 650 milioni di anni dopo il Big Bang. La sua luce ha viaggiato almeno 13 miliardi di anni per raggiungere i nostri telescopi, essendo una della galassie piu’ luminose a tali distanze. In Astronomia piu’ lontano si trova un oggetto piu’ tempo impiega la sua luce per arrivare fino a noi, e di conseguenza questo consente di spostare i limiti dell’universo visibile un po’ piu’ in la’. Lo studio infatti fornisce nuovi vincoli sulla densita’ e sulle propriet’ delle galassie nell’universo primitivo.

Durante il meeting dell’American Astronomical Society che si e’ svolto nel mese scorso a Washington D.C. (USA), lo Space Telescope Science Institute ha presentato questo progetto di grande importaanza per i prossimi tre anni: “L’Hubble Frontier Fields”. All’interno di questo programma, tre dei piu’ potenti telescopi spaziali quali l’Hubble, lo Spitzer e Chandra dedicheranno una grande quantita’ del loro tempo di osservazione nello studio di sei ammassi di galassie, che agiscono come lenti gravitazionali e amplificano in questo modo la luce di sorgenti ancora piu’ lontane, tra cui galassie molto deboli che si trovano al limite dell’universo visibile. Questo permettera’ agli astronomi di studiare per la prima volta le galassie piu’ deboli e piccole nei primi miliardi di anni di vita dell’Unverso.

La prima immagina a  lunga esposizione dell’ammasso Abel 2744, ottenuta negli ultimi mesi, e’ la piu’ profonda ottenuta finora di un ammasso di galassie ed e’ paragonabile al precedente Hubble Ultra Deep Field, una regione immaginata vuota di galassie ma che poi si e’ rivelata essere piena di oggetti.

Grazie alla lente gravitazionale da parte di un ammasso, la luce di galassie lontane (di sfondo) puo’ essere amplificata in modo maestoso. Questo effetto e’ come se trasformasse l’Hubble Space Telescope in un telescopio equivalente con un’area di raccolta di luce diverse centinaia di volte maggiore.

Nicolas Laporte, post-doctoral researcher presso lo IAC ed esperto nella ricerca di galassie lontane, conferma l’elevata qualita’ delle immagini di Hubble. “Ci aspettavamo di trovare galassie molto lontane vicino al centro dell’ammasso, dove l’amplificazione della luce e’ massima. Tuttavia, questa galassia e’ molto vicina al limite di immagine che puo’ fare Hubble dove la luce non e’ fortemente amplificata. Siamo davvero fortunati nell’averla trovata nel piccolo campo di vista di Hubble. In uno studio relativo condotto da Hakim Atek di EPFL di Losanna, molte galassie sono in fase di studio, ma nessuna e’ piu’ distante di Abell 2744_Y1″.

Le analisi delle osservazioni di questo ammasso di galassie compiuto con lo Spitzer Space Telescope e’ stato cruciale per stimare le proprieta’ di Abel 2744_Y1. Alina Streblyanska, post doctoral researcher allo IAC, afferma che le osservazioni di Spitzer combinate con quelle di Hubble forniscono una buona stima della distanza della galassia. “Inoltre, queste osservazioni suggeriscono che Abell 2744_Y1 contiene non solo stelle ma una grande quantita’ di gas”.

Le osservazioni di Frontier Fields da parte di Hubble, Spitzer e Chandra sono ancora in una fase iniziale, ma hanno gia’ dimostrato il potenziale eccezionale di questo nuovo progetto per studiare i primi oggetti luminosi del nostro Universo. Come e’ successo con altre iniziative di cielo profondo con Hubble, molti altri osservatori terrestri e spaziali di tutto il mondo si stanno per unire in questo sforzo per ulteriori osservazioni del Frontier Fields. Si tratta di un’eredita’ scientifica senza precedenti per gli studi futuri con gli attuali grandi telescopi come il Gran Telescopio Canarias (GTC), il futuro Extremely Large Telescope o E-ELT e il James Webb Telescope.

HubbleSite: Hubble and Spitzer Space Telescopes Find One of the Youngest Galaxies in the Universe – http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2014/17/
IAC.es: – Hubble and Spitzer space telescopes “spy” one of the youngest galaxies in the Universe- http://www.iac.es/divulgacion.php?op1=16&id=836&lang=en
Hubble Space Telescope – Frontier Fields: http://www.stsci.edu/hst/campaigns/frontier-fields/

Articolo:
Hakim Atek, Johan Richard, Jean-Paul Kneib, Benjamin Clement, Eiichi Egami, Harald Ebeling, Mathilde Jauzac, Eric Jullo, Nicolas Laporte, Marceau Limousin, e Priyamvada Natarajan, Probing the z>6 Universe with the first Hubble Frontier Fields cluster Abell 2744, arXiv:1311.7670, http://arxiv.org/abs/1311.7670

Sabrina