Un piatto del Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT) vicino a Pune, Maharashtra, India. Credito: Centro Nazionale di Radio Astrofisica
L’esplorazione di galassie a distanze molto maggiori rispetto alla Terra potrebbe ora essere a portata di mano.
Come si formano le stelle nelle galassie lontane? Gli astronomi cercano da tempo di rispondere a questa domanda rilevando i segnali radio emessi dalle galassie vicine. Tuttavia, questi segnali diventano più deboli quanto più la galassia è lontana dalla Terra, rendendo difficile per gli attuali radiotelescopi rilevarli.
Ora i ricercatori di Montreal e dell’India hanno catturato un segnale radio dalla galassia più lontana ma a una lunghezza d’onda specifica nota come linea di 21 cm, consentendo agli astronomi di approfondire i misteri dell’universo primordiale. Con l’aiuto del radiotelescopio Giant Metrewave in India, questa è la prima volta che questo tipo di segnale radio viene rilevato a una distanza così grande.
Illustrazione che mostra il rilevamento di un segnale proveniente da una galassia lontana. Credito: Sawada Pardesi
“Una galassia emette diversi tipi di segnali radio. Fino ad ora, era possibile captare questo particolare segnale solo da una galassia vicina, il che limita la nostra conoscenza di quelle galassie più vicine alla Terra”, afferma Arnab Chakraborty, ricercatore post-dottorato presso la McGill University. sotto la supervisione del professor Matt Dobbs.
Ma con l’aiuto di un fenomeno naturale chiamato lente gravitazionale, possiamo captare un debole segnale da una distanza record. Questo ci aiuterà a capire la formazione delle galassie a distanze molto maggiori dalla Terra”.
Uno sguardo indietro nel tempo all’universo primordiale
Per la prima volta, i ricercatori sono stati in grado di rilevare il segnale da una lontana galassia in formazione stellare nota come SDSSJ0826+5630 e misurare la composizione del suo gas. I ricercatori notano che la massa atomica del gas contenuto in questa particolare galassia è quasi il doppio di quella delle stelle a noi visibili.
Immagine di un segnale radio dalla galassia. Credito: Chakraborty e Roy/NCRA-TIFR/GMRT
Il segnale rilevato dal team è stato emesso da questa galassia quando l’universo aveva solo 4,9 miliardi di anni, consentendo ai ricercatori di intravedere i misteri dell’universo primordiale. “È l’equivalente di guardare indietro nel tempo di 8,8 miliardi di anni”, afferma Chakraborty, che studia cosmologia presso il Dipartimento di Fisica della McGill University.
Cattura il segnale da una galassia lontana
“La lente gravitazionale amplifica il segnale proveniente da un oggetto distante per aiutarci a guardare nell’universo primordiale. In questo caso specifico, il segnale è deviato dalla presenza di un altro oggetto massiccio, un’altra galassia, tra il bersaglio e l’osservatore. Questo effettivamente amplifica il segnale di un fattore 30, consentendo al telescopio di catturarli”, afferma il coautore Nirupam Roy, professore associato presso il Dipartimento di Fisica presso l’Indian Institute of Science.
Secondo i ricercatori, questi risultati mostrano la fattibilità dell’osservazione di galassie distanti in situazioni simili utilizzando la lente gravitazionale. Inoltre, apre nuove entusiasmanti opportunità per studiare l’evoluzione cosmica di stelle e galassie utilizzando gli odierni radiotelescopi a bassa frequenza.
Riferimento: “Emissione HI di 21 cm rilevata da una galassia con lente intensa a z ∼1.3” di Arnab Chakraborty e Nirupam Roy, 23 dicembre 2022, disponibile qui. Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093/mnras/stac3696
Il Giant Metrewave Radio Telescope è costruito e gestito da NCRA-TIFR. La ricerca è stata finanziata dalla McGill University e dall’Indian Institute of Science.