Herschel e Keck: il censimento sull’universo invisibile

Brightest galaxies _Herschel data

Immagine dell’Hubble Space Telescope di galassie stardust per la prima volta osservate dall’Herschel Space Observatory dell’ESA. I dati del Keck sono mostrati in basso, in ciascuna immagine, in blu. Crediti: ESA–C. Carreau/C. Casey (University of Hawai’i); COSMOS field: ESA/Herschel/SPIRE/HerMES Key Programme; Hubble images: NASA, ESA. Inset image courtesy W. M. Keck Observatory.

Combinando il potere osservativo dell’Herschel Space Observatory dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e dei telescopi terrestri Keck gli astronomi hanno caratterizzato centinaia di galassie Starburst in precedenza non osservate rivelando tassi di formazione stellare straordinari in tutta la storia dell’Universo.

Le galassie Starbust danno vita a centinaia di stelle di massa stellare ogni anno con eventi di breve durata ma molto intensi. In confronto, la nostra Galassia in media produce l’equivalente di una sola stella simile al Sole ogni anno.

Le galassie Stardust generano così tanta luce stellare che potrebbero oscurare la nostra Galassia centinaia di migliaia di volte, ma le enormi quantità di gas che li alimentano contengono anche quantità di polvere come risultato della loro frenetica formazione stellare. La polvere assorbe molta della luce visibile il che significa che essa sembra abbastanza insignificante in quella parte dello spettro, ma non lo è. In realtà, la polvere viene riscaldata dalle stelle calde circostanti e riemette l’energia assorbita a lunghezze d’onda del lontano infrarosso. Utilizzando l’Herschel Space Observatory dell’ESA è stato possibile misurare la temperatura e la luminosità di centinaia di galassie ricche di polveri. Da queste, il loro tasso di formazione stellare potrebbe essere quindi calcolato.

“Le galassie Stardust sono le galassie più luminose dell’Universo e contribuiscono in modo significativo alla formazione stellare cosmica, così che è importante studiarle in dettaglio e conoscere le loro proprietà” ha affermato Caitlin Casey dell’University of Hawaii, autore capo dei paper dove vengono spiegati i risultati pubblicati nell’Astrophysical Journal.

“Alcune delle galassie trovate in questa nuova survey hanno tassi di formazione stellare equivalenti alla nascita di parecchie centinaia di stelle di massa solare all’anno, costituendo alcune delle galassie più luminose nell’infrarosso mai scoperte prima”.
Per fornire un contesto alle osservazioni e capire come la formazione stellare è cambiata nel corso dei 13,7 miliardi di anni di vita dell’Universo, è necessario conoscere anche la distanza delle galassie.

Con Herschel che ha individuato la strada da seguire, il team guidato da Casey ha utilizzato gli spettrometri dei W. M. Keck Telescope di 10 metri di diametro a Mauna Kea, nelle Isole Hawaii ottenendo un redshift di 767 galassie stardust.
I redshift (o spostamenti verso il rosso) forniscono una misura di quanto tempo che la luce di ogni galassia impiega a viaggiare in tutto l’universo che, a loro volta, indicano quando, nella storia del cosmo, è stata emessa la luce di ogni galassia.

Per la maggior parte delle galassie si è trovato che la luce ha viaggiato verso di noi per circa 10 miliardi di anni. Circa il 5% delle galassie si trovano a redshift ancora maggiori: la loro luce è stato emessa quando l’universo aveva un’età approssimativamente di 1-3 miliardi di anni. “I dati di Herschel ci dicono quanto altamente prolifiche sono queste galassie nel formare stelle” ha affermato Seb Oliver dell’University of Sussex, Regno Unito, e Principal Investigator per MerMES Key Programme, dove i dati vengono raccolti.

“Combinando questa informazione con le distanze previste dai dati del Keck, possiamo scoprire il contributo delle galassie Stardust per quanto riguarda la quantità totale di stelle prodotte in tutta la storia dell’Universo”.
Con un così grande numero di galassie stardust formate durante i primi pochi miliardi di anni della nascita dell’Universo si pone un problema di vitale importanza per la formazione e l’evoluzione delle galassie.
Una teoria di una certa importanza propone che una collisione tra due giovani galassie possa aver scatenato un’intensa formazione stellare di breve durata. Un’altra teoria ipotizza che quando l’Universo era giovane, galassie singole avevano molto più gas a loro disposizione per alimentarle, consentendo alti tassi di formazione stellare, senza la necessità di collisioni. “E’ un argomento dibattuto che richiede informazioni sulla forma e la rotazione delle galassie prima di poterlo risoluvere” ha affermato Casey.

stardust galaxies

Una rappresentazione della distribuzione di circa 300 galassie stardust in un campo di vista di 1,4° x 1,4°. Crediti: ESA–C. Carreau/C. Casey (University of Hawai’i); COSMOS field: ESA/Herschel/SPIRE/HerMES Key Programme; Hubble images: NASA, ESA. Inset image courtesy W. M. Keck Observatory.

“Prima di Herschel, il più grande sondaggio di galassie stardust lontane aveva coinvolto solo 73 galassie, ora abbiamo aumentato il numero di un fattore almeno dieci volte maggiore in questa survey combinata col i Keck Telescope per determinare le caratteristiche di questa importante popolazione di galassie” ha aggiunto Goran Pilbratt, scienziato del progetto Herschel dell’ESA.

Fonte: ESA-Hershel – Herschel and Keck Take Census of the Invisible Universe  http://www.esa.int/Our_Activities/Space_Science/Herschel/Herschel_and_Keck_take_census_of_the_invisible_Universe

Sabrina

~ di Sabrina su 13 gennaio 2013.

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