Sfuttando le galassie come lenti gravitazionali un gruppo internazionale di astronomi, utilizzando il telescopio spaziale Hubble (Esa/Nasa) ha effettuato nuove misure della velocità di espansione dell'Universo.
Il risultato concorda con misure precedenti, ma non è in accordo con le misure di espansione dell'Universo primordiale: non è cosa poi molto sorprendente, ma permette di sottolineare, ancora una volta, quanto poco sappiamo di ciò che è accaduto alla nascita dell'Universo e subito dopo.
Misure. Il tasso di accelerazione dell'espansione dell'Universo è dato dalla cosiddetta costante di Hubble, che non è esattamente una costante: cambia nel tempo, ma è uguale per un istante di tempo in ogni luogo dell'Universo. Un valore difficile da quantificare, variabile non solo perché riferito a un preciso istante ma anche perché legato anche alla non semplice misurazione della distanza di oggetti celesti presi a riferimento (per esempio le Cefeidi): per un breve approfondimento fate riferimento anche all'articolo Spitzer raffina il valore della costante di Hubble (di Mario Di Martino, 2012).
In questa occasione i ricercatori di H0LiCOW hanno utilizzato - quali riferimenti - cinque quasar (nuclei di galassie, estremamente luminosi) molto distanti dalla Terra, "dietro" a enormi galassie. La luce dei quasar subisce la gravità dell'enorme massa delle galassie e viene "piegata" in quello che chiamiamo lente gravitazionale.
Galassia Sombrero (M 104). A 28 milioni di anni luce da noi si trova uno degli oggetti celesti preferiti dagli astrofili di tutto il mondo: una galassia vista di taglio, simile nell'aspetto a un cappello messicano... delle dimensioni di 800 miliardi di Soli. Si pensa che l'interno di questo oggetto celeste ampio 50 mila anni luce ospiti un buco nero supermassiccio.
Foto: © : NASA, ESO , NAOJ, Giovanni Paglioli - Processing: R. Colombari
Le Antenne (NGC 4038/4039). Situata alla distanza "astronomica" di 45 milioni di anni luce, questa coppia di galassie interagenti è comunque il più vicino duo di galassie in collisione conosciuto. La loro interazione dura da centinaia di migliaia di anni e ha dato origine a regioni di intensa formazione stellare. Una scena analoga potrebbe ripetersi, tra tre miliardi di anni, per una realtà a noi più vicina: anche la Via Lattea (la nostra galassia) e Andromeda sono in rotta di collisione e promettono di scontrarsi e trapassarsi a vicenda per formare, infine, un'unica gigantesca galassia ellittica.
# altri incidenti galattici.
Foto: © NASA/ESA/Hubble Heritage/STScI/AURA
Galassia Sigaro (M 82). È la più vicina della lista: dista "solo" 11,5 milioni di anni luce da noi. Prende il nome dalla forma allungata che mostra all'osservazione (qui in diverse lunghezze d'onda catturate da Hubble, Chandra e Spitzer). Si tratta di una galassia starburst, un'intensa e operosa fucina di formazione stellare alimentata dall'interazione con la vicina M81, una galassia che la deforma con le sue forze mareali. L'attività di nursery stellare, insieme allo spettacolo di emissioni di gas a cui assistiamo, dovrebbero durare ancora per 100 milioni di anni.
Foto: © NASA/ESA/CXC/JPL-Caltech
Arp 273. Una "rosa" celeste che cogliamo da 350 milioni di anni luce di distanza. La forma a spirale della galassia visibile in alto, UGC 1810, è causata dall'attrazione gravitazionale di UCC 1813, in basso. Le aree in azzurro accolgono stelle giovani e calde.
# Vedi su Youtube questa coppia di galassie in 3D.
Foto: © NASA, ESA, and the Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Galassia girandola (M 101). A 27 milioni di anni luce dalla Terra, è una delle galassie più brillanti del cielo ed è visibile anche con un semplice binocolo (per di più, per un osservatore terrestre si trova proprio posizionata in modo "frontale"). I suoi enormi bracci si estendono per 170 mila anni luce, due volte le dimensioni della Via Lattea, tanto grande che la sua attrazione gravitazionale distorce la forma di molte galassie vicine.
Foto: © NASA/ESA/STScI
I Zwicky 18. Questo oggetto blu acceso è una galassia nana a 59 milioni di anni luce da noi: di forma irregolare, è molto più piccola della Via Lattea ed è apparsa a lungo più giovane di quanto sia in realtà (tanto da essersi guadagnata il soprannome di "Dorian Gray" celeste - in riferimento al personaggio di Oscar Wilde ossessionato dall'eterna giovinezza). Mentre osservazioni compiute 40 anni fa lasciavano supporre che si fosse formata diversi miliardi di anni dopo le galassie circostanti, più recenti studi di Hubble hanno mostrato che l'oggetto celeste ha invece avuto un ritmo di formazione stellare anomalo: lento all'inizio, più intenso ora che la vediamo.
Foto: © NASA, ESA, and A. Aloisi (ESA & STScI)
NGC 1275. State assistendo a uno spettacolo avvenuto 230 milioni di anni fa, ma non per questo meno affascinante: il buco nero supermassiccio nascosto al centro di questa galassia provoca un'intensa emissione di raggi X che la fanno ricadere nella classificazione delle Galassie di Seyfert, galassie dai nuclei straordinariamente attivi e brillanti, alimentati da "motori" centrali (in questo caso, appunto, un buco nero).
Foto: © NASA/ESA/STScl
Galassia Girandola del Sud (M 83). Dista 15 milioni di anni luce ed è ben visibile anche con un binocolo. La vediamo "di faccia" e riusciamo ad apprezzarne le intense regioni di formazione stellare, come quelle che vediamo in questa foto ravvicinata, in cui il rosso indica astri "appena nati", alcuni dei quali formatisi da pochi milioni di anni (un'inezia in termini stellari).
Foto: © NASA/ESA/Hubble
M106. Il buco nero in questa galassia a spirale distante 23 milioni di anni luce sta mangiando l'intero contenuto stellare di M106, molto simile, nella forma ma non nell'inclinazione, alla nostra vicina, Andromeda.
Foto: © NASA/ESA/Hubble
M60-UCD1. In questa galassia nana distante 54 milioni di anni luce è concentrata una massa pari a 140 milioni di volte quella del nostro Sole, un numero che fa della piccola galassia uno dei sistemi più densi dell'Universo conosciuto. Al suo interno è presente un buco nero supermassiccio da 21 milioni di masse solari, pari al 15% della massa complessiva di M60-UCD1 (quello presente al centro della Via Lattea rappresenta lo 0,01% del totale della sua massa).
Foto: © NASA/ESA/CXC
NGC 6503. La più solitaria del gruppo - anche se non la più lontana - è la cosiddetta "Lost-in-Space galaxy", una galassia che non appartiene a nessun ammasso ed è gravitazionalmente isolata. Si trova a 18 milioni di anni luce dalla Terra, in una regione di Spazio denominata "Vuoto Locale", un'area adiacente al nostro Gruppo Locale in cui sono rilevabili poche galassie e nebulose.
Foto: © NASA/ESA/Hubble
La più lontana. Tutte le distanze riportate finora impallidiscono a confronto di quella di MACS1149-JD, situata a 13,2 miliardi di anni luce dalla Terra. Dato che l'Universo ha un'età stimata di 13,7 miliardi di anni, MACS1149-JD si sarebbe formata solo 500 milioni di anni dopo il Big Bang, quando il cosmo aveva il 3,6% della sua età attuale. Lo studio di galassie distanti come questa è fondamentale per svelare nuove informazioni sui mattoni costituenti dell'Universo.
H/t: BBC
Foto: © NASA, ESA, W. Zheng (JHU), M. Postman (STScI), and the CLASH Team
La costante variabile. Studiando tali lenti nel corso del tempo è possibile determinare a quale velocità si muovono i quasar e a quale distanza si trovano, e da questo si può determinare la costante di Hubble.
Il valore ottenuto con queste nuove misure è, come si diceva, in disaccordo con quello misurato con il satellite Planck (Esa). C'è però una spiegazione: a differenza di quest'ultimo lavoro, Planck ha misurato la costante di Hubble proprio per l'Universo primordiale, in quanto le osservazioni erano rivolte soprattutto alla radiazione cosmica di fondo.
La ricerca, pubblicata sul Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, sottolinea che il tasso di accelerazione dell'espansione dell'Universo è una misura in evoluzione: assume valori diversi e sempre più precisi.
Queste discrepanze possono portarci a un nuovo approccio alla fisica e a nuove conoscenze dell'Universo attuale: la costante di Hubble è fondamentale per l'astronomia moderna, in quanto aiuterà a confermare, smentire o correggere la nostra immagine dell'Universo, composto da energia oscura, materia oscura e materia normale.
