18 Agosto 2021
13:15

Le immagini più dettagliate di sempre delle galassie ottenute grazie a 70mila antenne

Grazie al potentissimo radiotelescopio LOFAR (Low Frequency Array), un insieme di 70mila antenne sparse in tutta Europa, un team di ricerca internazionale ha ottenuto le immagini più dettagliate di sempre delle galassie. Gli straordinari scatti permettono di osservare fenomeni e meccanismi precedentemente sconosciuti, che vanno ben oltre le informazioni ottenibili dalla sola luce visibile.
A cura di Andrea Centini
Credit: L. Timmerman/LOFAR
Credit: L. Timmerman/LOFAR

La luce visibile rappresenta solo una piccola porzione delle molteplici radiazioni elettromagnetiche emesse dagli oggetti presenti nello spazio, pertanto la maggior parte delle informazioni su di essi può essere ottenuta solo analizzando le diverse lunghezze d'onda dell'intero spettro luminoso. Una delle fasce più ricche e interessanti per gli scienziati è quella delle onde radio, emesse in enormi concentrazioni da colossi come i buchi neri supermassicci al centro delle galassie. A differenza della luce visibile, le onde radio attraversano le nuvole di polveri e gas che celano ai nostri occhi i segreti di questi oggetti, pertanto sono una fonte preziosissima di dati. Ora, grazie a un super radiotelescopio chiamato LOFAR (Low Frequency Array), un team di ricerca internazionale è riuscito a ottenere le immagini più dettagliate di sempre di diversi oggetti del profondo cielo, grazie alle quali è possibile comprendere anche meccanismi e fenomeni precedentemente sconosciuti.

Un insieme delle immagini raccolte dal LOFAR. Crediti da sinistra a destra a partire dall’alto: N. Ramírez–Olivencia; NASA, ESA, Hubble Heritage Team–ESA/Hubble Collaboration e A. Evans; R. Cumming, C. Groeneveld, R Timmerman; LOFAR, Hubble, Kukreti; LOFAR & Sloan Digital Sky Survey, A. Kappes, F. Sweijen; LOFAR & DESI Legacy Imaging Survey, S. Badole; NASA, ESA e L. Calcada, WL Williams.
Un insieme delle immagini raccolte dal LOFAR. Crediti da sinistra a destra a partire dall’alto: N. Ramírez–Olivencia; NASA, ESA, Hubble Heritage Team–ESA/Hubble Collaboration e A. Evans; R. Cumming, C. Groeneveld, R Timmerman; LOFAR, Hubble, Kukreti; LOFAR & Sloan Digital Sky Survey, A. Kappes, F. Sweijen; LOFAR & DESI Legacy Imaging Survey, S. Badole; NASA, ESA e L. Calcada, WL Williams.

A coordinare il team di ricerca la professoressa Leah Morabito dell'Università di Durham, Regno Unito, che ha collaborato a stretto contatto con i colleghi dello Science and Technology Facilities Council (STFC), dell'Università di Manchester e di altri istituti provenienti da nove Paesi europei. Il LOFAR, infatti, è un'intera rete di piccole antenne radio (ben 70mila) dislocate in varie regioni del Vecchio Continente. Il cuore centrale del radiotelescopio è a Exloo, nei Paesi Bassi, dove è concentrata la maggior parte delle antenne. Normalmente gli scienziati sfruttano solo i segnali catturati dalle antenne dei Paesi Bassi, i cui dati sono equivalenti a quelli ottenuti da un gigantesco telescopio virtuale con una lente di ben 120 chilometri. Per ottenere le nuove immagini, dopo un lavoro durato ben 10 anni, gli scienziati hanno collegato tutte e 70mila le antenne del LOFAR, portando così il telescopio virtuale a un diametro di circa 2mila chilometri. Questo enorme sforzo tecnologico ha garantito un miglioramento nella risoluzione delle immagini di circa 20 volte, regalando agli astrofisici informazioni e dettagli inediti. La quantità enorme di dati radio raccolta dalle antenne viene infatti convogliata a un processore centrale e, dopo la combinazione con altre fonti, viene convertita nelle immagini stupefacenti che trovate in questo articolo.

Hercules A. Credit: L. Timmerman/LOFAR
Hercules A. Credit: L. Timmerman/LOFAR

Tra le immagini più significative vi è sicuramente quella della galassia Hercules A, nel cuore della costellazione di Ercole. Questo oggetto, visibile nell'immagine qui in alto e in copertina, è caratterizzato da un buco nero supermassiccio sito nella porzione centrale, che divora gas e polveri e li proietta in getti velocissimi dando vita ai due enormi lobi ai lati. “Le nostre nuove osservazioni ad alta risoluzione scattate con il LOFAR hanno rivelato che questo getto diventa più forte e più debole ogni poche centinaia di migliaia di anni. Questa variabilità produce le bellissime strutture visibili nei lobi giganti, ognuna delle quali è grande circa quanto la galassia della Via Lattea”, hanno affermato gli esperti in un comunicato stampa.

Collisione tra due galassie. Ramirez–Olivencia/LOFAR
Collisione tra due galassie. Ramirez–Olivencia/LOFAR

Spettacolare anche la collisione tra due galassie osservabile nell'immagine soprastante, in cui sono visibili esplosioni di stelle (i punti bianchi più luminosi) che proiettano verso l'esterno grandi quantità di polveri e gas, il cosiddetto vento galattico.

Credit: F. Sweijen/LOFAR
Credit: F. Sweijen/LOFAR

Anche l'immagine qui in alto mostra la grandissima capacità risolutiva del LOFAR. Anche se apparentemente sembra uno scatto meno affascinante degli altri, in realtà mostra la luce di una galassia quando l'Universo aveva appena 2,6 miliardi di anni. Al di sopra e al di sotto di essa si possono osservare i getti di gas proiettati dal buco nero al suo centro. È la prima volta è possibile osservare simili fenomeni in oggetti così antichi.

“Anche gli astronomi esperti dicono ‘wow!' quando vedono queste immagini”, ha dichiarato alla BBC il dottor Neal Jackson dell'Università di Manchester. “È diventato molto chiaro che, per comprendere l'evoluzione delle galassie, dobbiamo capire il buco nero al centro, perché sembra avere un'influenza abbastanza cruciale su come si evolvono le galassie ed è ciò che queste immagini ci permettono di fare. Queste immagini ad alta risoluzione ci consentono di vedere cosa sta realmente accadendo quando i buchi neri supermassicci espellono questi getti di materiale”, ha aggiunto lo scienziato. “Stiamo davvero iniziando a capire come si sono evolute le galassie. E i buchi neri ne sono una parte importante perché i loro getti possono portare via carburante per la formazione stellare. E mentre si spingono verso l'esterno, possono distruggere le galassie”, ha spiegato la professoressa Morabito. Grazie a questo straordinario lavoro gli scienziati si aspettano nuove scoperte sulla formazione e l'evoluzione delle galassie.

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