I segreti di una galassia infrarossa iperluminosa

AGI - Osservazioni condotte con Alma, Atacama Large Millimetre/submillimetre Array, e con lo strumento Eris del Vlt, Very Large Telescope, dai ricercatori dall'istituto tedesco Max Planck per la fisica extraterrestre, Mpe, e dall'Osservatorio Purple Mountain, in Cina, hanno rivelato, grazie all'aiuto di una lente gravitazionale, nuovi dettagli della galassia PJ0116-24, una cosiddetta galassia infrarossa iperluminosa, o HyLirg. Lo studio, pubblicato su Nature Astronomy, al quale hanno partecipato anche diversi ricercatori dell'Istituto nazionale di astrofisica, Inaf, dimostra che anche le galassie isolate possono diventare estremamente luminose. Incredibilmente luminose, grazie all'intensa e vigorosa formazione stellare al loro interno, queste galassie emettono fino al 90% della loro luce complessiva nella regione dell'infrarosso dello spettro.

Le antenne cilene hanno catturato l'elegante e raro spettacolo del cosiddetto "anello di Einstein". La forma particolare di questo oggetto è causata dal fenomeno della lente gravitazionale, predetto da Albert Einstein nella sua teoria della relatività generale. In questo processo l'immagine di una galassia distante è distorta dal campo gravitazionale di una galassia massiccia interposta, creando archi o anelli di luce. Gli astronomi sfruttano questo effetto per studiare oggetti lontanissimi, altrimenti invisibili con i telescopi da terra e dallo spazio. PJ0116-24 si trova nell'universo remoto: è cosi' lontana che la sua luce ha impiegato circa 10 miliardi di anni per raggiungere le antenne terrestri. Qui, una galassia in primo piano ha agito come una "lente d'ingrandimento", piegando e amplificando la luce di PJ0116-24 dietro di essa, formando l'anello di Einstein che vediamo nell'immagine. "L'effetto lente gravitazionale la rende un anello quasi perfetto", ha spiegato Filippo Mannucci, dirigente di ricerca all'Inaf di Arcetri e coautore della pubblicazione scientifica.

"Oggetti simili hanno sempre mostrato la presenza dello scontro tra due galassie; al contrario, PJ0116-24 sembra costituita da un disco stellare simile a quelli scoperti e studiati nell'universo locale, dimostrando che questo livello di luminosità e simili tassi di formazione stellare possono essere raggiunti anche senza una drammatica fusione tra due galassie", ha aggiunto Mannucci. Il risultato è stato sorprendente per il gruppo di ricerca perché, contrariamente a quanto teorizzato in passato, lo studio dimostra che anche le galassie isolate possono diventare delle HyLirg attraverso processi interni, se il gas che forma le stelle viene rapidamente convogliato verso il centro della galassia.

I colori visibili nell'immagine, scelta dall'Eso come "picture of the week", corrispondono ai dati raccolti dai singoli strumenti: le antenne di Alma tracciano il gas freddo, visibile in blu, mentre il Vlt, con lo spettrografo Eris, Enhanced Resolution Imager and Spectrograph, traccia il gas caldo, mostrato in rosso o arancio. Grazie a queste dettagliate osservazioni, la squadra di scienziati ha scoperto che il gas in questa galassia ruota in maniera ordinata, a differenza del caos previsto dopo una collisione galattica.

Con Eris sarà possibile osservare oggetti del Sistema solare, esopianeti e galassie lontane con un dettaglio senza precedenti, grazie anche al suo modulo per l'ottica adattiva completamente a firma italiana: l'Inaf è infatti impegnato in prima linea nella progettazione e nella realizzazione del modulo di ottica adattiva e calibrazione di Eris e nell'architettura generale del software di gestione di tutto lo strumento. In particolare, l'Inaf di Arcetri è responsabile di tutto il sistema di ottica adattiva, l'architettura generale del software di gestione di tutto lo strumento è sotto la guida dei ricercatori dell'Inaf di Padova, e l'unità di calibrazione è stata invece realizzata da tecnologi e ricercatori dell'Inaf d'Abruzzo.