Immagini senza precedenti del mezzo intergalattico

Osservazioni del quasar QSO 1549+19 prese con il Cosmic Web Imager del Caltech. In blu il gas idrogeno che circonda e che viene catturato dal quasar. Crediti: Christopher Martin, Robert Hurt.

Un team internazionale di astronomi ha ottenuto delle immagini senza precedenti del mezzo interstellare, gas diffuso, spesso invisibile, che collega le galassie fra loro in tutto l’Universo. Si tratta delle prime immagini in tre dimensioni del mezzo intergalattico (IGM).

Finora la struttura dello spazio intergalattico è stata materia di speculazioni teoriche. Simulazioni avanzate al computer sono in grado di predire che il gas primordiale del Big Bang era distribuito in una vasta rete cosmica, una rete di filamenti che si estendevano tra le varie galassie. Non è possibile osservare questa rete in modo isolato, da sola.

In passato gli astronomi hanno osservato quasar lontani, ossia buchi neri supermassicci al centro di galassie lontane, che si stavano rapidamente accrescendo fagocitando materia e brillando intensamente. Tali quasar sono stati oggetti di studio per fare una stima della materia invisibile presente lungo la linea di vista tra l’osservatore e oggetto stesso.

Mentre ii quasar lontani possono rivelare il gas invisibile, non ci sono informazioni su come il gas si distribuisca nello spazio. Nuovi immagini, tuttavia, raccolte dal Cosmic Web Imager, uno strumento progettato e costruito dal Caltech, stanno rivelando dei filamenti di ragnatele in modo diretto, permettendo di essere osservati nello spazio.

I primi filamenti osservati dal Cosmic Web Imager sono state viste nelle vicinanze di due oggetti vecchi ma estremamente luminosi: il quasar QSO 1549+19 e il cosiddetto Lyman Alpha Blob (termine tecnico che viene a indicare una grande concentrazione di gas idrogeno) nell’ammasso di galassie SSA22.

Entrambi gli oggetti risalgono ad un’età di due miliardi di anni dopo il Big Bang, in uno momento di rapida formazione stellare nelle galassie. Le osservazioni mostrano un filamento sottile che si estende per circa un milione di anni luce e che scorre nel quasar, che sta probabilmente alimentando la crescita della galassia ospite. Ci sono tre filamenti che scorrono entro il Lyman Alpha Blob.

“Penso che stiamo guardando un disco protogalattico gigante” ha affermato l’autore dell’articolo Christopher Martin del California Institute of Technology in un comunicato stampa. “E’ quasi 300 000 anni luce di diametro, tre volte le dimensioni della Via Lattea”.

Il Cosmic Web Imager  montato al Telescopio Hale all’Osservatorio Palomar è un Imager spettrografico che fa foto a varie lunghezze d’onda contemporaneamente. Questo permette agli astronomi di comprendere la composizione degli oggetti, la massa e la velocità. “I filamenti gassosi e le strutture che osserviamo intorno al quasar e al Lyman Alpha Blob sono insolitamente luminosi” ha affermato Martin. “Il nostro obiettivo è quello di essere in grado di osservare il mezzo intergalattico medio ovunque. E’ difficile ma ci arriveremo”.

Articoli:

“Intergalactic Medium Observations with the Cosmic Web Imager: I. The Circum-QSO Medium of QSO 1549+19, and Evidence for a Filamentary Gas Inflow” - Martin, D. Christopher and Chang, Daphne and Matuszewski, Matt and Morrisey, Patrick and Rahman, Shahin and Moore, Anna and Steidel, Charles C. (2014) Intergalactic Medium Emission Observations with the Cosmic Web Imager: I. The Circum-QSO Medium of QSO 1549+19, and Evidence for a Filamentary Gas Inflow. Astrophysical Journal, 768 (2). Art. No. 106. ISSN 0004-637X - http://authors.library.caltech.edu/44109/

“Intergalactic Medium Observations with the Cosmic Web Imager: II. Discovery of Extended, Kinematically-linked Emission around SSA22 Lyα Blob 2.” - Martin, D. Christopher and Chang, Daphne and Matuszewski, Matt and Morrisey, Patrick and Rahman, Shahin and Moore, Anna and Steidel, Charles C. and Matsuda, Yuichi (2014) Intergalactic Medium Emission Observations with the Cosmic Web Imager. II. Discovery of Extended, Kinematically-Linked Emission around SSA22 Lyα Blob 2. Astrophysical Journal, 786 (2). Art. No. 107. ISSN 0004-637X. - http://authors.library.caltech.edu/44105/

Space Astrophysics Laboratory – Cosmic Web Imager – http://www.srl.caltech.edu/sal/cosmic-web-imager.html

Press Release: http://www.caltech.edu/content/intergalactic-medium-unveiled-caltechs-cosmic-web-imager-directly-observes-dim-matter

Sabrina