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Come identificare un ammasso in un oceano di galassie

05 maggio 2010

In una nuova immagine a grande campo pubblicata oggi da ESO, si vedono migliaia di galassie lontane ed in particolare un grande gruppo appartenente all’ammasso di galassie di grande massa che porta il nome di Abell 315. Nonostante possa sembrare già molto numeroso, questo insieme di galassie non è altro che la proverbiale “punta dell’iceberg”, dal momento che Abell 315 – come la maggior parte degli ammassi – è composto per la maggior parte da materia oscura. L’enorme massa di questo cluster deflette la luce proveniente dalle galassie più lontane, deformandone leggermente la forma.

Se guardiamo il cielo a occhio nudo, vediamo prevalentemente stelle nella nostra galassia (la Via Lattea) e alcune delle galassie più vicine. Le galassie più lontane sono troppo deboli per essere rilevate dall’occhio umano, ma se le potessimo vedere, riempirebbero letteralmente l’intera volta celeste. Questa nuova immagine pubblicata da ESO ha sia un grande campo di vista che un lungo tempo di esposizione, e rivela migliaia di galassie che popolano un’area del cielo grande quanto la Luna piena.

Queste galassie sono poste a distanze molto differenti da noi. Alcune sono relativamente vicine, e per queste è possibile distinguere i loro bracci a spirale o gli aloni ellittici, specialmente nella parte superiore dell’immagine. Quelle più distanti appaiono come deboli puntini – la loro luce ha viaggiato attraverso l’Universo per otto miliardi di anni e più prima di raggiungere la Terra.

A partire dal centro dell’immagine, e scendendo in basso a destra, un agglomerato di un centinaio di galassie di colore giallastro segnala la presenza di un ammasso di galassie, identificato dal numero 315 nel catalogo compilato dall’astronomo americano George Abell nel 1958 [1]. L’ammasso è situato a metà strada tra le galassie deboli, blu e rosse, e la Terra, ed è distante circa due miliardi di anni luce da noi. Appartiene alla costellazione del Cetus (la Balena).

Gli ammassi di galassie sono tra le più grandi strutture tenute assieme dalla gravità nell’Universo. Ma in queste strutture non ci sono solo le pur tante galassie che riusciamo a vedere. In questi giganti, le galassie costituiscono solo il dieci per cento della materia totale. L’ottanta per cento è formato da un ingrediente invisibile e sconosciuto chiamato “materia oscura”, che permea lo spazio tra le galassie [2].

La presenza della materia oscura è rivelata dal suo effetto gravitazionale: l’immensa massa di un ammasso di galassie agisce come una lente di ingrandimento cosmica per le galassie situate dietro l’ammasso, incurvando le traiettorie della loro luce e distorcendo leggermente la loro forma [3]. Osservando ed analizzando le immagini deformate di queste galassie sullo sfondo, gli astronomi possono calcolare la massa totale dell’ammasso responsabile delle distorsioni, anche se è per la maggior parte “invisibile”. Questo effetto, di solito, è appena percettibile, per cui è necessario misurarlo su un enorme numero di galassie per ottenere risultati conclusivi: nel caso di Abell 315, è stata studiata la forma di quasi 10 000 galassie deboli presenti in questa immagine per poter stimare la massa totale dell’ammasso, che risulta essere più di centomila miliardi di volte quella del Sole [4].

Ad aumentare ancor di più l’enorme diversità nelle distanze e dimensioni campionate in questa foto, sparsi nell’immagine ci sono alcuni oggetti molto più piccoli delle galassie e degli ammassi, e molto più vicini alla Terra: oltre a parecchie stelle, si possono identificare diversi asteroidi, riconoscibili come scie blu, verdi, o rosse [5]. Questi oggetti appartengono alla fascia asteroidale principale, situata tra le orbite di Marte e Giove, e le loro dimensioni variano da qualche decina di chilometri, per i più brillanti, ad appena pochi chilometri per i più deboli.

Questa immagine è stata presa con lo strumento Wide Field Imager (camera a grande campo) montato sul telescopio MPG/ESO da 2.2 metri situato nell’osservatorio ESO di La Silla, in Cile. È composta di parecchie esposizioni profonde usando tre filtri a banda larga, per un totale di quasi un’ora col filtro B, e circa un’ora e mezza nei filtri V ed R. Il campo di vista è 34 x 33 minuti d’arco.

Note

[1] Il catalogo di Abell del 1958 comprendeva 2712 ammassi di galassie, ed è stato integrato con 1361 nuovi ammassi nel 1989. Abell è riuscito a raccogliere questo impressionante catalogo osservando ad occhio le lastre fotografiche del cielo, cercando quelle regioni con più galassie rispetto alla media alla stessa distanza da noi.

[2] Il restante dieci per cento della massa di un ammasso è formato da un insieme di elettroni e protoni ad altissima temperatura (fino a dieci milioni di gradi e più), visibili utilizzando telescopi a raggi X.

[3] Gli astronomi chiamano queste deformazioni lenti gravitazionali deboli (weak gravitational lensing), in contrasto con le lenti gravitazionali forti (strong gravitational lensing), caratterizzate da effetti più spettacolari come archi, anelli, e immagini multiple.

[4] Uno studio delle lenti gravitazionali deboli dell’ammasso di galassie Abell 315 è stato pubblicato in un articolo apparso nelle rivista Astronomy & Astrophysics nel 2009 (“Weak lensing observations of potentially X-ray underluminous galaxy clusters”, di J. Dietrich e altri.).

[5] Le scie blu, verdi o rosse indicano che ciascun asteroide è stato rilevato in uno solo dei tre filtri. Ogni scia è composta di diverse scie più corte, che riflettono la sequenza delle numerose esposizioni prese in ciascun filtro; dalla lunghezza di queste scie, si può calcolare la distanza dell’asteroide.

Ulteriori Informazioni

L’ESO (European Southern Observatory) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l’osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 14 paesi: Austria, Belgio, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Gran Bretagna, Italia, Paesi Bassi, Portogallo, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera. L’ESO gestisce un programma ambizioso incentrato sulla progettazione, costruzione e gestione di strutture astronomiche a terra di prim’ordine, che consentano agli astronomi di fare importanti scoperte scientifiche. L’ESO ha anche un ruolo preminente nel promuovere e organizzare cooperazione nella ricerca astronomica. L’ESO gestisce tre siti unici di livello mondiale in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. A Paranal, l’ESO gestisce il Very Large Telescope, l’osservatorio astronomico nella banda visibile più all’avanguardia al mondo. L’ESO è il partner europeo di un telescopio astronomico rivoluzionario, ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. L’ESO sta pianificando al momento un Telescopio Europeo Estremamente Grande ottico/vicino-infrarosso di 42 metri, l’E-ELT, che diventerà “il più grande occhio del mondo rivolto al cielo”.

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E-mail: hboffin@eso.org

Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso1019.
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Sul Comunicato Stampa

Comunicato Stampa N":eso1019it
Nome:Abell 315
Tipo:• Early Universe : Galaxy : Grouping : Cluster
• X - Galaxy Clusters
Facility:MPG/ESO 2.2-metre telescope

Immagini

The Cluster of Galaxies Abell 315
The Cluster of Galaxies Abell 315
soltanto in inglese
Around Abell 315
Around Abell 315
soltanto in inglese

Video

Zooming in on Abell 315
Zooming in on Abell 315
soltanto in inglese

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