In giganteschi gruppi di centinaia o migliaia di galassie, innumerevoli stelle vagano tra le galassie come anime perdute, emettendo una foschia spettrale di luce. Queste stelle non sono legate gravitazionalmente a nessuna delle galassie in un cluster.
La domanda assillante per gli astronomi è stata: come hanno fatto le stelle a essere così sparse in tutto l’ammasso in primo luogo? Diverse teorie concorrenti includono la possibilità che le stelle siano state strappate dalle galassie di un ammasso, o che siano state lanciate in giro dopo fusioni di galassie, o che fossero presenti all’inizio degli anni formativi di un ammasso molti miliardi di anni fa.
Una recente indagine a infrarossi del telescopio spaziale Hubble della NASA, che ha cercato questa cosiddetta “luce intracluster”, getta nuova luce sul mistero. Le nuove osservazioni di Hubble suggeriscono che queste stelle vagano da miliardi di anni e non sono il prodotto di un’attività dinamica più recente all’interno di un ammasso di galassie che le eliminerebbe dalle normali galassie.
L’indagine ha incluso 10 ammassi di galassie fino a quasi 10 miliardi di anni luce. Queste misurazioni devono essere effettuate dallo spazio perché la debole luce all’interno dell’ammasso è 10.000 volte più fioca del cielo notturno visto da terra.
L’indagine rivela che la frazione della luce all’interno dell’ammasso rispetto alla luce totale nell’ammasso rimane costante, guardando indietro nel tempo di miliardi di anni. “Ciò significa che queste stelle erano già senzatetto nelle prime fasi della formazione dell’ammasso”, ha affermato James Jee della Yonsei University di Seoul, in Corea del Sud. I suoi risultati sono stati pubblicati nel numero del 5 gennaio della rivista Nature.
Le stelle possono essere disperse al di fuori del loro luogo di nascita galattico quando una galassia si muove attraverso materiale gassoso nello spazio tra le galassie, mentre orbita attorno al centro dell’ammasso. Nel processo, il trascinamento spinge gas e polvere fuori dalla galassia. Tuttavia, sulla base del nuovo sondaggio di Hubble, Jee esclude questo meccanismo come la causa principale della produzione di stelle all’interno dell’ammasso. Questo perché la frazione di luce intracluster aumenterebbe nel tempo fino al presente se lo stripping è l’attore principale. Ma non è così nei nuovi dati di Hubble, che mostrano una frazione costante su miliardi di anni.
“Non sappiamo esattamente cosa li abbia resi senzatetto. Le attuali teorie non possono spiegare i nostri risultati, ma in qualche modo sono stati prodotti in grandi quantità nell’universo primordiale”, ha detto Jee. “Nei loro primi anni di formazione, le galassie potrebbero essere state piuttosto piccole e hanno sanguinato le stelle abbastanza facilmente a causa di una presa gravitazionale più debole”.
“Se riusciamo a capire l’origine delle stelle all’interno dell’ammasso, ci aiuterà a capire la storia dell’assemblaggio di un intero ammasso di galassie, e possono fungere da traccianti visibili della materia oscura che avvolge l’ammasso”, ha detto Hyungjin Joo della Yonsei University, il primo autore dello studio. La materia oscura è l’impalcatura invisibile dell’universo, che tiene insieme galassie e ammassi di galassie.
Se le stelle erranti fossero state prodotte attraverso una partita di flipper relativamente recente tra le galassie, non avrebbero abbastanza tempo per diffondersi nell’intero campo gravitazionale dell’ammasso e quindi non traccerebbero la distribuzione della materia oscura dell’ammasso. Ma se le stelle sono nate nei primi anni dell’ammasso, si saranno completamente disperse in tutto l’ammasso. Ciò consentirebbe agli astronomi di utilizzare le stelle ribelli per mappare la distribuzione della materia oscura nell’ammasso.
Questa tecnica è nuova e complementare al metodo tradizionale di mappatura della materia oscura, misurando il modo in cui l’intero ammasso distorce la luce dagli oggetti sullo sfondo a causa di un fenomeno chiamato lente gravitazionale.
La luce intracluster è stata rilevata per la prima volta nell’ammasso di galassie Chioma nel 1951 da Fritz Zwicky, che ha riferito che una delle sue scoperte più interessanti è stata l’osservazione di materia intergalattica luminosa e debole nell’ammasso. Poiché l’ammasso Chioma, contenente almeno 1.000 galassie, è uno degli ammassi più vicini alla Terra (330 milioni di anni luce), Zwicky è stato in grado di rilevare la luce fantasma anche con un modesto telescopio da 18 pollici. La capacità e la sensibilità nel vicino infrarosso del James Webb Space Telescope della NASA estenderanno notevolmente la ricerca di stelle intracluster più in profondità nell’universo, e quindi dovrebbero aiutare a risolvere il mistero.
Fonte: Materiali forniti dalla NASA/Goddard Space Flight Center . Multimedia correlati : Due massicci ammassi di galassie denominati MOO J1014+0038 e SPT-CL J2106-5844 Riferimento rivista: Hyungjin Joo, M. James Jee. La luce intracluster è già abbondante al redshift oltre l’unità . Natura , 2023; 613 (7942): 37 DOI: 10.1038/s41586-022-05396-4
Centro di volo spaziale NASA/Goddard. “Hubble scopre che la luce fantasma tra le galassie si estende molto indietro nel tempo.” ScienceDaily. ScienceDaily, 4 gennaio 2023. <www.sciencedaily.com/releases/2023/01/230104135620.htm>.
