Scontro di galassie



Questa immagine dell’ammasso di galassie Abell 2744

 è il risultato della combinazione di dati ottenuti nel visibile

 dal telescopio spaziale Hubble e dal telescopio VLT,

 dell’osservatorio orbitante per raggi X Chandra e di una

ricostruzione basata su un modello matematico sulla distribuzione

all'interno dell'ammasso della materia oscura.

 Le galassie che formano l’ammasso sono l’unica materia

visibile nella banda ottica e rappresentano circa il 5% della

 massa totale. Il caldo gas di cui è permeato l’ammasso,

rappresentato in colore rosa, è visibile grazie alla sua emissione

di raggi X (20% della massa totale). Infine,

 la parte di colore blu rappresenta le zone

 in cui si concentra la materia oscura, che costituisce circa il 75%

 della massa totale dell’ammasso. NASA, ESA, ESO,

 CXC & D. Coe (STScI)/J. Merten (Heidelberg/Bologna)



Un team internazionale di astronomi ha studiato l’ammasso di galassie Abell 2744, denominato anche “ammasso di Pandora”. Hanno ricostruito la storia violenta e complicata di questo grande complesso di galassie utilizzando telescopi sia in orbita che a terra. Abell 2744 sembra essere il risultato di un tamponamento a catena che ha coinvolto almeno quattro diversi ammassi di galassie. Questo scontro ha prodotto strani effetti che in precedenza non erano mai stati visti tutti insieme ed il cui studio ha permesso di ricostruire la storia di un “incidente” cosmico durato circa 350 milioni di anni.

Come un detective che cerca di ricostruire le cause di un incidente, possiamo utilizzare le osservazioni di questi resti cosmici per ricostruire gli eventi accaduti in un periodo durato centinaia di milioni di anni. Questa indagine può a sua volta svelare come si sono formate le più grandi strutture nell’Universo e come diversi tipi di materia interagiscano gli uni con gli altri.

Abell 2744 è stato soprannominato l’ammasso di Pandora perché la collisione ha scatenato tanti fenomeni diversi, alcuni dei quali non erano mai stati osservati in precedenza.

Lo studio è stato effettuato combinando i dati ottenuti con il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO, il telescopio giapponese Subaru, il telescopio spaziale Hubble e l’osservatorio orbitante per raggi X Chandra

Le galassie dell’ammasso sono chiaramente visibili nelle immagini del VLT e di Hubble e costituiscono meno del 5% della massa totale. Il resto è gas (circa il 20%), così caldo che risplende solo nei raggi X, e materia oscura (circa il 75%), completamente invisibile. Per capire cosa sia accaduto durante lo scontro, l’equipe aveva bisogno di ricostruire la posizione di tutti e tre i tipi di materia in Abell 2744.

La materia oscura è particolarmente sfuggente, poiché non emette alcun tipo di radiazione, non assorbe e non riflette la luce (da ciò il suo nome), ma si mostra solo attraverso l’interazione gravitazionale con la materia visibile. Per localizzarla è stato sfruttato un fenomeno noto come “lente gravitazionale”. I raggi di luce emessi da galassie distanti vengono infatti curvati quando attraversano il campo gravitazionale dell’ammasso, come se attraversassero una lente. Il risultato è una serie di distorsioni nelle immagini delle galassie di fondo. Tracciando esattamente il modo in cui queste immagini vengono distorte è possibile descrivere accuratamente dove si trova la massa nascosta e di conseguenza la materia oscura.

L’individuazione del gas caldo è invece molto più semplice, poiché il satellite Chandra può osservare direttamente i raggi X. Queste osservazioni sono fondamentali non solo per trovare dove si nasconde il gas, ma anche per mostrare le direzioni di provenienza e le velocità delle diverse componenti dell’ammasso prima dello scontro.

I risultati di questo complesso lavoro mostrano che Abell 2744 sembra essersi formato da almeno quattro diversi ammassi coinvolti in una serie di scontri verificatisi in un arco di tempo di circa 350 milioni di anni. Sembra che le collisioni abbiano isolato parte del gas caldo e della materia oscura così che essi ora sono separati sia tra loro che dalle galassie visibili. L’ammasso di Pandora unisce diversi fenomeni che sono stati visti finora solo individualmente in altri sistemi.

Vicino al centro dell’ammasso è presente una zona interessata da un’onda d’urto, dove il gas di un ammasso si è scontrato con quello di un altro, mentre la materia oscura è passata attraverso questa regione turbolenta senza danni.

In un’altra zona dell’ammasso, apparentemente, si trovano galassie e materia oscura, ma niente gas caldo. Il gas potrebbe essere stato rimosso durante la collisione, lasciando dietro di sé solo una debole traccia.

Nelle parti più esterne di Abell 2744 si trovano caratteristiche ancora più strane. Una regione contiene moltissima materia oscura, ma nessuna galassia o gas caldo. Questo incomprensibile assetto potrebbe svelarci qualcosa riguardo al comportamento della materia oscura e di come i vari ingredienti dell’Universo interagiscono tra di loro.

Gli ammassi di galassie sono le più grandi strutture del cosmo. Il modo in cui si formano e si sviluppano attraverso scontri ripetuti ha profonde ricadute sulla nostra comprensione dell’Universo.

Di Mario Di Martino Pubblicato 4 luglio 2011