Il "super aspiratore" cosmico del primo universo

Per la prima volta, grazie all'osservazione di galassie lontane con il Very Large Telescope (VLT) dell'ESO un gruppo di ricercatori è stato in grado di stabilire la cronologia della cosiddetta era della reionizzazione, avvenuta circa 13 miliardi di anni fa: durante la formazione delle prime stelle e galassie, l'idrogeno gassoso presente nell'universo era elettricamente neutro, e capace di assorbire la luce ultravioletta emessa dalle stelle.

Opacità cosmica.

In questo modo però la radiazione ultravioletta iniziò a eccitare il gas, rendendolo carico elettricamente (ionizzato) e sempre più trasparente alla luce ultravioletta. (Il processo è detto reionizzazione, poiché si ritiene che per un breve periodo succesivo al Big Bang, l'idrogeno fosse già ionizzato.)

Il risultato pubblicato sulla rivista Astrophysical Journal, si è basato su una lunga e sistematica ricerca di galassie distanti che l'équipe ha svolto con il VLT negli ultimi tre anni.

"Gli archeologi possono ricostruire la linea del tempo dagli artefatti che trovano nei diversi strati di terreno. Gli astronomi sono ancora più fortunati: possiamo osservare direttamente il passato lontano e vedere la debole luce delle diverse galassie a diversi stadi di evoluzione cosmica," spiega Adriano Fontana dell'INAF-Osservatorio astronomico di Roma che ha guidato il progetto. "La differenza tra le galassie ci mostra le condizioni dell'Universo che mutano in questo periodo così importante, e quanto in fretta si verificavano questi cambiamenti."

In particolare i ricercatori sono riusciti a identificare nello spettro di alcune delle galassie più lontane mai osservate, la riga Lyman-alfa, ossia la riga di emissione dell'idrogeno gassoso. permettendo di stabilirne, sulla base del red shift, la distanza e di ordinarle in una sorta di linea temporale.

"Vediamo un'enorme differenza tra le galassie più giovani e quelle più vecchie del nostro campione per quanto riguarda la quantità di luce ultravioletta che viene bloccata", dice la prima autrice dell'articolo Laura Pentericci dell'INAF-Osservatorio astronomico di Roma. "Quando l'Universo aveva solo 780 milioni di anni l'idrogeno neutro era molto abbondante e riempiva dal 10 al 50 per cento del volume dell'Universo. Ma solo 200 milioni di anni dopo la quantità di idrogeno neutro era scesa a un livello molto basso, simile a quello che vediamo oggi. Sembra che la reionizzaizione sia avvenuta molto più in fretta di quanto gli astronomi pensassero."

Oltre a verificare la rapidità con cui la "nebbia" primordiale si è dissipata, le osservazioni hanno anche dato indicazioni sulla probabile sorgente di luce ultravioletta che ha fornito l'energia necessaria a innescare la reionizzazione.

"L'analisi dettagliata della debole luce proveniente da due delle più lontane galassie che abbiamo trovato suggerisce che la prima generazione di stelle possa aver contribuito alla produzione osservata di energia", dice Eros Vanzella dell'INAF-Osservatorio di Trieste, membro del gruppo di ricerca. "Queste avrebbero dovuto essere stelle molto giovani e massicce, circa cinquemila volte più giovani e cento volte più massicce del Sole, e potrebbero essere state in grado di dissolvere la nebbia primordiale e renderla trasparente."

Fonte

Gianbruno Guerrerio
titolo originale: Come si è dissolta la "nebbia" cosmica del primo universo