Una rete cosmica di lunghezza infinita scoperta dagli astronomi

2024 Autore: Seth Attwood | [email protected]. Ultima modifica: 2023-12-16 16:08

Le osservazioni di uno dei più grandi ammassi di galassie nella costellazione dell'Acquario hanno aiutato gli astronomi a ottenere le prime fotografie dettagliate dei filamenti della "rete cosmica" che collega tutti gli ammassi di materia nell'universo. Le immagini sono state pubblicate dalla rivista scientifica Science.

In passato, siamo già stati in grado di vedere il bagliore prodotto da queste bolle di gas situate al di fuori delle galassie. L'astrofisico Hideki Umehata del RIKEN Research Center di Saitama, in Giappone.

I cosmologi suggeriscono che la struttura dell'universo è simile a un'infinita rete tridimensionale, i cui fili sono quasi interamente composti da grandi ammassi di materia oscura. Nei punti di intersezione di questi filamenti, sono presenti densi grumi di materia visibile, comprese singole galassie e gruppi di "megacittà stellari".

Gli astronomi studiano le proprietà e la natura di questa rete osservando galassie lontane e fluttuazioni nella luminosità della cosiddetta radiazione relitta, che è una sorta di "eco" del Big Bang. Conservava le informazioni su come la materia oscura era distribuita in tutto l'Universo e la rendeva estremamente eterogenea per composizione e densità.

Da soli, i fili della "rete cosmica", come notato da Umehata e dai suoi colleghi, gli astronomi non hanno ancora visto direttamente. Innanzitutto, ciò è ostacolato dal fatto che la luce brillante delle galassie e dei loro ammassi oscura il bagliore estremamente debole dei suoi filamenti nella gamma dell'infrarosso. Solo in alcuni casi fortunati, quando il "germe" della galassia è sorto al loro interno, gli astronomi hanno potuto vedere parte di questo gas.

Questi modesti progressi hanno reso difficile per i cosmologi capire se esiste uno dei maggiori problemi della scienza moderna: perché l'universo presumibilmente contiene la metà della materia prevista dalla teoria. I filamenti, fili della "rete cosmica", possono ospitare questa materia "mancante", che spiegherebbe le discrepanze e salverebbe la teoria dalla revisione.

Misteri dello spazio "foresta"

Umehata e i suoi colleghi hanno fatto un grande passo avanti per rispondere a questa domanda. Hanno osservato il bagliore che gli atomi di idrogeno che vivono all'interno della "rete cosmica" producono quando interagiscono con la cosiddetta foresta di Lyman, la radiazione ultravioletta di fondo dell'universo.

Di norma, la sua luminosità è relativamente bassa, ma le galassie più grandi e luminose che esistevano nelle prime epoche della vita dell'universo producevano molte di queste particelle di luce. Di conseguenza, se i fili della "rete" si trovano vicino a tali galassie, allora brilleranno abbastanza in quella parte dello spettro che è associata alla "foresta" di Lyman.

Guidati da questa idea, gli astronomi giapponesi ed europei hanno osservato l'emergente ammasso di galassie SSA22, la cui luce viaggia verso la Terra per circa 12 miliardi di anni. Grazie a una distanza così grande, lo vediamo nello stato in cui esisteva nei primi 2 miliardi di anni di vita dell'Universo.

Per cercare le tracce dei filamenti della "rete cosmica", gli scienziati hanno utilizzato il telescopio europeo VLT, uno dei più grandi osservatori ottici a terra, e lo spettroscopio MUSE, che può "rimuovere" molto efficacemente il bagliore delle galassie stesse e di altri abitanti dello spazio dalla foto.

Confrontando le immagini del VLT con le fotografie dello stesso ammasso di galassie, che ha ricevuto altri osservatori, gli scienziati sono stati in grado di vedere per la prima volta i filamenti a tutti gli effetti della "rete cosmica". Collegano molte delle antiche galassie che si stanno formando e si estendono su molti milioni di anni luce.

In generale, le loro fotografie hanno confermato le idee attuali su come funziona l'Universo: le galassie si trovavano effettivamente in quei punti in cui i fili della "rete" si intersecavano, il che corrisponde pienamente alle previsioni della cosmologia moderna. Gli scienziati sperano che ulteriori osservazioni di SSA22 li aiutino a calcolare la massa di gas in questi filamenti e ad iniziare una seria ricerca della materia "mancante" dell'universo.