Comprendere come si evolve una galassia dell’Universo primordiale riuscendo a misurare la temperatura della sua polvere nelle singole aree.

È quanto realizzato dal progetto Astro 3D che ha tracciato una mappa della quasar BRI1335-0417 grazie alla quale, per la prima volta, viene mostrata la variazione di temperatura all’interno di una galassia distante 12 miliardi di anni luce. La mappa fornisce così diverse macchie di calore da cui si ottengono indizi precisi sulla formazione stellare in atto.

Fino a oggi per le giovani galassie del primo cosmo era stato rilevato il calore solo in termini generali, non permettendo quindi una stima accurata dell’evoluzione del corpo stellare.
Pubblicata su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, la ricerca fornisce ora una chiara distinzione tra la polvere calda nella regione centrale – dove il calore deriva dal buco nero supermassiccio della galassia – e la polvere più fredda nella regione esterna, che probabilmente viene riscaldata dalla formazione stellare.

«Siamo riusciti a misurare la temperatura da regione a regione, in modo da poter determinare la quantità di calore proveniente da singole sorgenti. —afferma Takafumi Tsukui, primo autore della ricerca —In precedenza, questo tipo di mappatura si limitava per lo più alle galassie vicine».

La mappatura dettagliata della quasar BRI1335-0417, una delle più antiche galassie a spirale dell’Universo, è stata realizzata grazie ai dati del telescopio Alma di Eso, un sistema di 66 antenne ad alta precisione in grado di rilevare la debole luce di alcuni degli oggetti più freddi dell’Universo. La sua capacità di indagine alle lunghezze d’onda di circa un millimetro, a metà strada tra la luce infrarossa e le onde radio, ha permesso di distinguere due componenti principali: la polvere riscaldata dal buco supermassiccio centrale e la polvere circostante della galassia ospite, il cui calore è invece generato dalle stelle di nuova formazione.

Tracciando queste due sorgenti distinte, le osservazioni hanno permesso ai ricercatori di calcolare in modo più accurato il tasso di formazione stellare della galassia: questo è risultato così tre volte inferiore alle stime precedenti, le cui ricerche non erano riuscite. al contrario, a distinguere e sottrarre il grande contributo della polvere attorno al supermassiccio alla luminosità generale della galassia.

Quando viene attratto dal buco nero centrale, il gas circostante viene, infatti, riscaldato dalle collisioni delle particelle in rapido movimento nelle vicinanze del supermassiccio e talvolta brilla più del corpo stellare della galassia stessa. La nuova ricerca Astro 3D ha ora dimostrato di riuscire a isolare ed eliminare questo contributo fornendo un quadro più chiaro di come cresce una galassia e il suo buco nero massiccio centrale nell’Universo primordiale.

 

 

Immagine in evidenza: un’immagine ottica, a sinistra, della galassia catturata dal telescopio spaziale Hubble con sovrapposti i contorni della temperatura rilevati da Alma. L’immagine a destra mostra la mappa della temperatura della polvere dettagliata nello studio. Crediti: Takafumi Tsukui et alter. (2023) (https://doi.org/10.1093/mnras/stad1464)