Un team di ricercatori ha realizzato innovative simulazioni che ricreano, per la prima volta, l’intero ciclo di vita delle più antiche galassie: la ricerca si è focalizzata su grandi e massicce entità cosmiche, chiamate proto-ammassi di galassie, osservate nel lontano Universo e corrispondenti a un’epoca di circa 11 miliardi di anni fa.
Questi densi proto-ammassi rappresentano gli antenati degli attuali ammassi galattici, di cui le recenti simulazioni rendono ora possibile uno sguardo inedito, mostrando cioè la loro evoluzione prima che le galassie potessero raggrupparsi per effetto della propria gravità.
Focalizzandosi sulla primissima storia di queste lontane strutture ancestrali, il recente studio rappresenta un raro caso di simulazioni cosmologiche applicate ben oltre il Gruppo Locale, ossia la regione dell’Universo a noi più prossima in cui rientra anche la nostra galassia.
Uno dei fattori più innovativi delle nuove simulazioni sta nella capacità di riprodurre l’Universo reale in modo dinamico: il lavoro, i cui risultati sono pubblicati su Nature Astronomy, permette, infatti, un’accelerazione simulata dei proto-ammassi potenzialmente fino ai giorni nostri.
«Abbiamo voluto provare a sviluppare una simulazione completa del vero Universo lontano per vedere come le strutture sono nate e come sono finite», ha detto Metin Ata, primo autore dell’articolo.
I ricercatori hanno utilizzato le simulazioni come una macchina del tempo, sfruttando la luce partita dall’Universo lontano e catturata dalla Terra solo ora, ricostruendo così un’istantanea del passato.
Dopo aver immortalato alcune galassie situate a 11 miliardi di anni da noi, i ricercatori hanno portato indietro la loro età per studiare come si sarebbero formati gli ammassi di galassie.
Grazie alla conoscenza della massa finale e della distribuzione reale delle strutture galattiche osservate, attraverso le simulazioni i ricercatori potrebbero, inoltre, testare il modello standard con cui descriviamo oggi la fisica dell’Universo. La ricerca offre così l’opportunità di individuare discrepanze precedentemente non rilevate nella nostra attuale comprensione del cosmo.
Uno dei primi risultati emersi dalle simulazioni è stata, intanto, la scoperta da parte dei ricercatori che gli studi attuali sui proto-ammassi distanti si sono basati finora su modelli troppo semplificati, piuttosto che simulazioni dinamiche ed evolutive. Una delle carte vincenti delle recenti simulazioni è stata, al contrario, quella di aver tenuto conto dell’ambiente su larga scala in cui i proto-ammassi evolvono.
«È un aspetto molto importante per il destino di queste strutture, che siano isolate o associate a una struttura più grande. Siamo riusciti a tenere conto dell’ambiente su larga scala in modo coerente, perché abbiamo una simulazione completa, ed è per questo che la nostra previsione è più stabile», afferma Ata.
Dalla ricerca giunge la conferma che diversi proto-ammassi attualmente osservati si evolveranno in ammassi di galassie massicce entro l’epoca attuale. Tra queste entità anche Hyperion, il più grande e più antico proto-superammasso oggi conosciuto, che ha una massa 5000 volte superiore a quella della nostra Via Lattea.
Secondo i ricercatori, questa enorme entità cosmica collasserà in un superammasso filamentoso gigante con un estensione di 300 milioni di anni luce.
Immagine in evidenza: Le istantanee dalla simulazione mostrano (in alto) la distribuzione delle galassie osservate quando l’Universo aveva solo 2,76 miliardi di anni o il 20% della sua età attuale, e (in basso) la distribuzione della materia nella stessa regione dopo 11 miliardi di anni luce, ossia il nostro tempo presente. Crediti: Ata et al.
