Spazio: il VLT dell’ESO osserva le galassie oscure per la prima volta

Questa immagine combina le osservazioni del VLT, eseguite in modo da rivelare l’emissione di fluorescenza prodotta dal quasar che illumina le galassie oscure, con immagini in diversi colori dalla DSS2 (Digitized Sky Survey 2). Crediti: ESO, Digitized Sky Survey 2 and S. Cantalupo (UCSC)

Il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO è riuscito a catturare le prime immagini delle galassie oscure. Le galassie oscure, previste finora solo teoricamente, rappresentano una fase iniziale della formazione delle galassie, sono molto ricche di gas, ma non hanno stelle. Per riuscire a vederle, gli scienziati hanno utilizzato un metodo che sfrutta la luce di quasar vicine.

Gli scienziati pensano che le galassie oscure siano i mattoni costitutivi delle attuali galassie luminose e piene di stelle. Si crede che possano aver fornito la maggior parte del gas alle grandi galassie che in seguito hanno formato le stelle che vediamo oggi.

Questa immagine profonda mostra la regione di cielo attorno al quasar HE0109-3518. Il quasar è vicino al centro dell’immagine. La radiazione energetica del quasar fa brillare le galassie, aiutando gli astronomi a capire i primi stadi sconosciuti della formazione delle galassie. Le galassie oscure sono sostanzialmente prive di stelle e perciò non emettono alcuna luce che possa essere catturata dai telescopi. Ciò le rende quasi impossibili da osservare a meno che non vengano illuminate da una sorgente di luce esterna, come un quasar di fondo.
Questa immagine combina le osservazioni del VLT, eseguite in modo da rivelare l’emissione di fluorescenza prodotta dal quasar che illumina le galassie oscure, con immagini in diversi colori dalla DSS2 (Digitized Sky Survey 2).
Crediti: ESO, Digitized Sky Survey 2 and S. Cantalupo (UCSC)

Proprio perchè sono prive di stelle per anni gli astronomi hanno cercato un modo per osservarle visto che alcune evidenze ne indicavano la presenza. Questa è la prima volta che queste galassie vengono osservate.
“Il nostro approccio al problema della rivelazione di una galassia oscura è stato semplicemente quello di illuminarle con una lampada molto brillante” spiega Simon Lilly (ETH Zurigo, Svizzera), coautore dell’articolo. “Abbiamo cercato la luce fluorescente di un gas illuminato dalla luce ultravioletta di un quasar vicino e molto brillante. La luce del quasar fa splendere la galassia oscura attraverso un processo simile a quello per cui i vestiti bianchi si illuminano grazie alle lampade ultraviolette nelle sale da ballo” .

L’equipe ha utilizzato lo strumento FORS2 per il rilievo di una zona di cielo intorno al quasar brillante noto come HE 0109-3518, cercando la luce ultravioletta che viene emessa dall’idrogeno gassoso soggetto a un’intensa radiazione. A causa dell’espansione dell’Universo, questa luce viene di fatto osservata in una banda violetta quando arriva al VLT.

“Dopo molti anni di tentativi di rivelare l’emissione di fluorescenza dalle galassie oscure, i nostri risultati mostrano le potenzialità del nostro metodo per scoprire e studiare questi oggetti affascinanti e finora invisibili”, dice Sebastiano Cantalupo (University of California, Santa Cruz, USA), primo autore della ricerca.

L’equipe ha trovato quasi 100 oggetti gassosi entro pochi milioni di anni luce dal quasar. Dopo un’attento vaglio per escludere gli oggetti in cui l’emissione potrebbe essere prodotta da formazione stellare interna alle galassie, piuttosto che alla luce del quasar, la ricerca si è infine ristretta a una dozzina di oggetti. Queste sono finora le identificazioni più convincenti di galassie oscure nell’Universo primordiale.

Gli astronomi sono anche stati in grado di determinare alcune delle proprietà delle galassie oscure. Stimano che la massa del gas in esse contenuto sia circa 1 miliardo di volte la massa del Sole, valore tipico per galassie di piccola massa e ricche di gas nell’Universo primordiale. Sono stati anche in grado di stimare che l’efficienza di formazione stellare è soppressa di un fattore superiore a 100, rispetto alle tipiche galassie che formano stelle in un’epoca cosmica equivalente.

“Le nostre osservazioni con il VLT hanno fornito la prova dell’esistenza di nubi oscure, compatte e isolate. Con questo studio abbiamo fatto un passo avanti fondamentale verso la rivelazione e la comprensione dei primi stadi sconosciuti della formazione delle galassie e di come le galassie abbiano acquisito il loro gas.” conclude Sebastiano Cantalupo.

La ricerca sarà pubblicata su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society