Enormi ammassi di galassie

Cari ragazzi anche le galassie hanno un loro ciclo vitale, come le stelle che si generano al loro interno. Nelle galassie si accumulano polveri e gas, che addensandosi lentamente determinano collassi gravitazionali che causano l'inizio delle reazioni di fusione nucleare e la conseguente nascita delle stelle. È il colore delle galassie che indica la loro età: galassie che emettono luce ultravioletta, intensa ed energetica, sono giovani e ospitano stelle luminose e molto calde. Galassie che emettono luce rossa o gialla sono più fredde e "vecchie". Queste ultime sono galassie "fossili", non formano più stelle e assumono una forma ellittica. Tra gli ammassi di galassie del nostro Universo, ce ne sono alcuni che si sono formati molto velocemente accumulando una quantità di massa così elevata che gli astrofisici faticano a capire come ciò possa essersi verificato in così poco tempo. Ora, però, esistono i telescopi adatti per scrutare la formazione di ammassi di galassie avvenuta più di dieci miliardi di anni fa. Uno sguardo nel remoto passato che ci permetterà di capire meglio l'evoluzione dell'Universo stesso.

ALMA and the centre of the Milky Way

Esistono galassie normali, dette anche "tartarughe", come la Via Lattea, che rimangono attive per circa 10 miliardi di anni formando da una a dieci stelle all'anno e galassie starburst, dette anche "galassie lepre", che esauriscono il loro ciclo vitale in circa 300 milioni di anni e formano da centinaia a migliaia di stelle all'anno. Queste ultime danno origine a quegli ammassi galattici, la cui formazione resta un mistero per gli astrofisici. Da dove è venuta tutta la loro massa? È arrivato il momento di rispondere a questa domanda usando osservatori come ALMA (Atacama Large Millimiter/submillimiter Array). ALMA si trova nel deserto del Cile ed è formato da 70 antenne radio che funzionano come se fossero un unico enorme telescopio. Ciò permette ad ALMA di raggiungere risoluzioni 600 volte superiori a quelle di altri telescopi e, soprattutto, di osservare spazi di cosmo molto più ampi.
Infatti, gli ammassi starburst a causa della loro vita "veloce e violenta" producono molti atomi pesanti dal collasso delle loro stelle. Si accumulano quindi ammassi di polvere che oscurano la luce ultravioletta e ottica. Per osservarli e studiarli, sono necessari telescopi che non guardino nel visibile, ma nell'infrarosso, proprio come ALMA. Cosa significa? Significa che bisogna captare radiazioni elettromagnetiche di diversa lunghezza d'onda. Non abbiamo studiato la luce, ma se volete approfondire ecco un riassunto semplice: La luce
Nel 2018 l'osservatorio ALMA ha identificato due ammassi di galassie del tipo starburst, nei quali nasce circa 10000 volte più massa stellare che nella nostra Via Lattea. L'autrice di questo articolo, Arianna S. Long, ha quindi preso di mira questi due ammassi di galassie e, grazie ad altri telescopi, è riuscita ad osservare le stesse galassie ma con luce nel visibile e nell'ultravioletto. Guardando le stesse galassie con lunghezze d'onda diverse si riescono ad osservare fenomeni diversi. L'obiettivo di Arianna è capire come tanta massa si sia accumulata in queste galassie in così poco tempo. Arianna parla così del suo lavoro È impossibile descrivere come ci si sente a essere la prima persona che intravede una parte dell'Universo mai vista da nessun altro. Arianna e i suoi colleghi si sono concentrati su un ammasso galattico formatosi 12 miliardi di anni fa, il Distant Red Core. Arianna pensava di aver sbagliato i suoi calcoli quando ha ottenuto la stima della massa contenuta in questo ammasso. Per cercare di spiegare la presenza di questa enorme massa originatasi in relativamente poco tempo dopo il Big Bang, è stata presa in esame anche la materia oscura. Questa costituisce circa il 27% della massa/energia del nostro Universo e il 90% della massa totale in esso contenuta. Tuttavia, non sappiamo ancora di cosa sia fatta. Non è formata da elettroni, protoni e neutroni, non emette radiazioni elettromagnetiche ed è "visibile" solo grazie ai suoi effetti gravitazionali. La conoscenza dei meccanismi che hanno portato alla formazione di questi enormi ammassi di galassie aiuterà forse a risolvere anche l'enigma della materia oscura. Leggi anche "Materia oscura o gravità modificata?"

Ammasso di galassie RXC J0032.1+1808 - Credit: ESA/Hubble

Arianna, la protagonista di questa avventura scientifica, è un esempio di coraggio e determinazione. Lei è ebrea, nera, donna e senza paura! È cresciuta con una madra tossicodipendente che lavorava nell'industria dell'intrattenimento sessuale, un padre violento e una società che, pregna di pregiudizi, la emerginava. Ha dato a sua madre il coraggio necessario per abbandonare il padre e rifarsi una vita. Ha creduto nella scuola, dove si sentiva bene. Una frase pronunciata da un suo insegnante quando aveva solo quattordici anni, Questo testo è troppo bello per essere tuo, l'ha convinta a lottare per dimostrare al mondo quello di cui è capace. Ora, lavora all'Università della California ad Irvine, è una divulgatrice scientifica appassionata e vuole arrivare a risolvere uno dei misteri più affascinanti dell'astrofisica moderna. Il mondo della ricerca scientifica le ha permesso di emergere e dimostrare la sua bravura. Noi possiamo prenderla come esempio da seguire, che ne dite?

Referenze

Arianna S. Long (2021) Troppo grandi per l'Universo. Le Scienze, 631: 28-35.

Arianna S. Long

Arianna's long path to the stars

The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA)

Emergence of an Ultra-Red Ultra-Massive Galaxy Cluster Core at z=4

Manuela Casasoli (manuela_casasoli@yahoo.it)