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martedì 21 gennaio 2014

La ragnatela intergalattica osservata grazie a un quasar

La fluorescenza prodotta dall'idrogeno eccitato dalla radiazione di un quasar ha permesso a un gruppo di astrofisici, fra cui tre italiani, di osservare per la prima volta la gigantesca ragnatela di filamenti di materia che si estendono fra le galassie (red)
Per la prima volta è stata osservata un'immensa rete di filamenti cosmici fra galassie, resa visibile dall'illuminazione fornita da un quasar noto con la sigla UM 267. La scoperta è di cinque astrofisici – tre dei quali italiani: Sebastiano Cantalupo e Piero Madau, attualmente all'Università della California a SantaCruz, e Fabrizio Arrigoni-Battaia, del Max-Planck-Institut per l'astronomia a Heidelberg - che ne riferiscono su “Nature”.

Le simulazioni al computer condotte sulla base del modello cosmologico standard per la formazione delle grandi strutture nell'universo prevedono che fra le galassie si estenda una vera e propria ragnatela cosmica di materia, all'84 per cento costituita da materia oscura invisibile. Tuttavia, finora nessuno di questi filamenti era mai stato osservato, ma solamente alcuni suoi presunti "nodi", ossia punti di addenzamento dei gas detti anche "galassie oscure".

La ragnatela intergalattica osservata grazie a un quasar
 
La radiazione emessa dal quasar fa risplendere il gas intergalattico circostante, permettendo di rivelare la morfologia e le proprietà dei filamenti cosmici. (Cortesia S. Cantalupo, UC Santa Cruz/Nature)
Ora, sfruttando il telescopio da dieci metri del WM Keck Observatory alle Hawaii, Cantalupo e colleghi sono riusciti nell'impresa grazie al contributo di una potente sorgente quasar – un nucleo galattico attivo che emette radiazioni intense alimentate da un buco nero supermassiccio al centro della galassia - che, illuminando il gas di idrogeno intergalattico circostante alla galassia che lo ospita, ha reso possibile ai ricercatori l'osservazione della fluorescenza – costituita propriamente dalla cosiddetta radiazione Lyman alpha – emessa dall'idrogeno colpito dalla radiazione quasar.

Secondo i calcoli dei ricercatori, la struttura cosmica identificata si estende per 460 kiloparsec (un kiloparsec corrisponde a circa 3262 anni luce): "Si tratta di un oggetto decisamente eccezionale: è enorme, almeno due volte più grande di qualsiasi nebulosa rilevata in precedenza, e si estende ben oltre l'ambiente galattico del quasar”, ha detto Cantalupo.


La ragnatela intergalattica osservata grazie a un quasar
 
Ricostruzione al computer della distribuzione della materia in una rete cosmica (Sfondo: cortesia A. Klypin, J. Primack; inserto: S. Cantalupo)
I ricercatori hanno stimato la quantità di gas nella nebulosa essere almeno dieci volte superiore a quanto previsto dai risultati di simulazioni al computer: “Pensiamo che nei piccoli addensamenti all'interno della rete cosmica ci possa essere più gas di quello che vediamo nei nostri modelli”, ha detto Cantalupo. “Queste osservazioni stanno sfidando la nostra comprensione del gas intergalattico e ci offrono un nuovo 'laboratorio' per testare e perfezionare i nostri modelli."

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