Comunicato Stampa

Il VLT dell'ESO rivela inaspettati aloni giganti intorno a quasar remoti

26 Ottobre 2016

Un'equipe internazionale di astronomi ha scoperto delle nubi di gas luminoso intorno a quasar distanti. La nuova survey realizzata dallo strumento MUSE montato sul VLT (Very Large Telescope) dell'ESO indica che gli aloni intorno ai quasar sono molto più comuni del previsto. Le proprietà di questi aloni non concordano neppure con le teorie attualmente accettate della formazione delle galassie nell'Universo primordiale.

Una collaborazione internazionale tra astronomi, con a capo un gruppo basato all'Isitutito ETH (Istituto federale svizzero di tecnologia) di Zurigo, in Svizzera, ha sfruttato l'impareggiabile potere osservativo di MUSE, strumento installato sul VLT (Very Large Telescope) dell'ESO all'Osservatorio del Paranal, per studiare il gas intorno a galassie attive remote, a meno di due miliardi di anni dopo il Big Bang. Queste galassie attive, chiamate quasar, contengono nel nucleo buchi neri supermassicci, che consumano stelle, gas e e altro materiale a tassi molto elevati. A sua volta ciò provoca l'emissione di enormi quantità di radiazione dal centro della galassia, rendendo i quasar gli oggetti più attivi e più luminosi dell'Universo.

Lo studio riguardava 19 quasar, scelti tra i più brillanti osservabili con MUSE. Gli studi precedenti avevano mostrato che circa il 10 % di tutti i quasar esaminati erano circondati da aloni di gas, il cosiddetto mezzo intergalattico. Gli aloni si estendono fino a 300 000 anni luce dal centro dei quasar. Il nuovo studio, invece, riservava una sorpresa, con la rilevazione di ampi aloni intorno a tutti i 19 quasar osservati - molti di più dei due attesi su basi statistiche. L'equipe sospetta che questa sia la conseguenza dell'enorme aumento del potere osservativo di MUSE rispetto ai precedenti strumenti analoghi, ma servono nuove osservazioni per determinare se questa sia veramente la giusta interpretazione.

"È ancora troppo presto per dire se il risultato dipende dalla nuova tecnica di osservazione o se questi quasar hanno qualche caratteristica peculiare. C'è ancora molto da imparare: siamo solo all'inizio di una nuova era di scoperte", commenta l'autrice principale dell'articolo, Elena Borisova, dell'ETH di Zurigo.

Lo scopo originario dello studio era di analizzare la componente gassosa dell'Universo sulle scale più grandi, una struttura a volte chiamata rete cosmica, di cui i quasar formano i nodi luminosi [1]. Le componenti gassose di questa rete sono di solito molto difficili da rivelare, così gli aloni di gas brillanti che circondano i quasar forniscono un'opportunità quasi unica di studiare il gas all'interno della struttura cosmica di vastissima scala.

Ma le sorpese non sono finite: il gas intergalattico che forma i 19 aloni è relativamente freddo - circa 10 000 gradi centigradi. E questo è in forte disaccordo con i modelli attualmente accettati della struttura e della formazione delle galassie, che suggeriscono che il gas vicino alle galassie abbia temperature di più di un milione di gradi.

La scoperta mostra le potenzialità dello strumento per osservare questo tipo di sorgenti cosmiche [2]. Il coautore Sebastiano Cantalupo mostra il suo entusiasmo per il nuovo strumento e le opportunità che offre: "Abbiamo sfruttato le capacità uniche di MUSE per realizzare questo studio che apre la via a future indagini. Combinato con una nuova generazione di modelli teorici e numerici, questo approccio terrà aperta una nuova finestra sulla formazione della struttura cosmica e sull'evoluzione delle galassie".

Note

[1] La rete cosmica è la struttura dell'Universo sulle scale più grandi: formata da filamenti allungati di materiale primordiale (soprattutto idrogeno e elio gassosi) e di materia oscura che collegano le galassie e colmano i vuoti tra di esse. Il materiale di questa rete può scorrere lungo i filamenti e alimentare le galassie in modo da consentire la loro crescita ed evoluzione.

[2] MUSE è uno spettrografo a campo integrale e combina la possibilità di ottenere spettri e immagini. Può osservare grandi oggetti astronomici nella loro interezza, e per ogni pixel misura l'intensità della luce in funzione del suo colore (o lunghezza d'onda), cioè il suo spettro.

Ulteriori Informazioni

Il risultato di questo lavoro è stato descritto nell'articolo "Ubiquitous giant Lyα nebulae around the brightest quasars at z ~ 3.5 revealed with MUSE", che verrà pubblicato dalla rivista Astrophysical Journal.

L'equipe è composta da Elena Borisova, Sebastiano Cantalupo, Simon J. Lilly, Raffaella A. Marino e Sofia G. Gallego (Institute for Astronomy, ETH Zurich, Svizzera), Roland Bacon e Jeremy Blaizot (University of Lyon, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, Francia), Nicolas Bouché (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse, Francia), Jarle Brinchmann (Leiden Observatory, Leiden, Paesi Bassi; Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Porto, Portogallo), C Marcella Carollo (Institute for Astronomy, ETH Zurich, Svizzera), Joseph Caruana (Department of Physics, University of Malta, Msida, Malta; Institute of Space Sciences & Astronomy, University of Malta, Malta), Hayley Finley (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse, Francia), Edmund C. Herenz (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Germania), Johan Richard (Univ Lyon, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, Francia), Joop Schaye e Lorrie A. Straka (Leiden Observatory, Leiden, Paesi Bassi), Monica L. Turner (MIT-Kavli Center for Astrophysics and Space Research, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, USA), Tanya Urrutia (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Germania), Anne Verhamme (University of Lyon, Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Saint-Genis-Laval, Francia), Lutz Wisotzki (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Germania).

L'ESO (European Southern Observatory, o Osservatorio Australe Europeo) è la principale organizzazione intergovernativa di Astronomia in Europa e l'osservatorio astronomico più produttivo al mondo. È sostenuto da 16 paesi: Austria, Belgio, Brasile, Danimarca, Finlandia, Francia, Germania, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia, e Svizzera, oltre al paese che ospita l'ESO, il Cile. L'ESO svolge un ambizioso programma che si concentra sulla progettazione, costruzione e gestione di potenti strumenti astronomici da terra che consentano agli astronomi di realizzare importanti scoperte scientifiche. L'ESO ha anche un ruolo di punta nel promuovere e organizzare la cooperazione nella ricerca astronomica. L'ESO gestisce tre siti osservativi unici al mondo in Cile: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l'ESO gestisce il Very Large Telescope, osservatorio astronomico d'avanguardia nella banda visibile e due telescopi per survey. VISTA, il più grande telescopio per survey al mondo, lavora nella banda infrarossa mentre il VST (VLT Survey Telescope) è il più grande telescopio progettato appositamente per produrre survey del cielo in luce visibile. L'ESO è il partner principale di ALMA, il più grande progetto astronomico esistente. E sul Cerro Armazones, vicino al Paranal, l'ESO sta costruendo l'European Extremely Large Telescope o E-ELT (significa Telescopio Europeo Estremamente Grande), un telescopio da 39 metri che diventerà "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo".

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso1638.