HUBBLE OLTRE “FRONTIER FIELDS”

Buffalo: un “bisonte” per le galassie primordiali

Si chiama “Buffalo” la nuova missione condotta dal telescopio spaziale Hubble, uno studio guidato da astronomi europei con l'obiettivo di scandagliare sei enormi ammassi di galassie e i loro dintorni per far luce sull'evoluzione delle galassie primordiali dell’universo. Le prime osservazioni mostrano l’ammasso di galassie Abell 370 e una miriade di altre che la circondano, il tutto grazie al lensing gravitazionale

Abell 370 è uno dei primissimi ammassi di galassie in cui gli astronomi hanno osservato il fenomeno delle lenti gravitazionali, la deformazione dello spazio-tempo da parte del campo gravitazionale dell’ammasso che distorce la luce delle galassie che si trovano molto dietro di esso. Questo si manifesta come archi e striature nell’immagine, che sono le immagini allungate delle galassie di sfondo.

La conoscenza della formazione e dell’evoluzione delle primissime galassie nate nell’Universo è cruciale per la nostra comprensione del cosmo, e molte delle galassie più lontane a oggi conosciute sono state osservate grazie al telescopio spaziale Hubble. Il loro numero però è ancora troppo piccolo per permettere agli astronomi di stabilire se possano essere un campione rappresentativo.

Per osservare un maggior numero di questi oggetti lontanissimi è partita una nuova missione osservativa, sempre grazie ad Hubble: si chiama Buffalo (Beyond Ultra-deep Frontier Fields And Legacy Observations) ed è uno studio guidato da astronomi europei del Niels Bohr Institute, in Danimarca, e dell’Università di Durham, nel Regno Unito. Obiettivo di Buffalo è scandagliare sei enormi ammassi di galassie e i loro dintorni per far luce sull’evoluzione delle prime galassie dell’universo.

Gli ammassi di galassie come Abell 370, protagonista delle prime osservazioni della nuova missione, possono aiutare gli astronomi a trovare molti altri di questi oggetti lontani, perché agiscono come enormi lenti di ingrandimento, grazie al cosiddetto effetto di lensing gravitazionale. La massa dell’ammasso curva il tessuto dello spaziotempo, deviando e così amplificando la luce proveniente da oggetti retrostanti più lontani, la cui luce sarebbe altrimenti troppo debole per essere rilevata anche da una vista sensibile come quella di Hubble. Grazie a questo effetto, che possiamo definire una sorta di “trucco cosmologico”, Hubble può esplorare alcune delle galassie più antiche e più lontane dell’Universo.

Nelle immagini si vede, sotto il centro dell’ammasso Abell 370, una dimostrazione eclatante dell’effetto di lensing gravitazionale: quella che sembra una caratteristica estesa, soprannominata “il Drago”, è costituita in realtà da una moltitudine di immagini duplicate di una galassia a spirale che si trova oltre l’ammasso.

Questa composizione mostra le nuove osservazioni di Abell 370 fatte per il progetto Buffalo, insieme alle vecchie osservazioni fatte per il programma Frontier Fields. La composizione mostra chiaramente l’estensione del campo visivo nelle nuove osservazioni.
Crediti: Nasa/Esa/Hubble

Buffalo ha lo scopo principale di studiare l’epoca di formazione delle galassie più massicce e luminose dell’universo, e quale sia il legame tra la formazione primordiale delle galassie e la materia oscura. Questo permetterà agli astronomi di determinare quanto rapidamente si sino formate le galassie nei primi 800 milioni di anni dopo il Big Bang, aprendo idealmente la strada alle osservazioni che verranno fatte in futuro con il James Webb, il telescopio spaziale Nasa/Esa/Csa di nuova generazione.

Questo studio è la prosecuzione naturale del progetto “Frontier Fields”: le osservazioni aggiuntive si concentrano sulle regioni che circondano i sei ammassi di galassie target dello studio precedente. Gli sono state dedicate 101 orbite di Hubble, che corrispondono a 160 ore di tempo di osservazione. Guidato dalle osservazioni di Frontier Fields, Buffalo sarà in grado di rilevare le galassie più lontane in modo circa dieci volte più efficiente del suo progenitore. La survey Buffalo si avvarrà anche di altri telescopi spaziali che hanno già osservato le regioni intorno agli ammassi.

Le osservazioni estese consentiranno anche una migliore mappatura tridimensionale della distribuzione di massa della materia ordinaria e della materia oscura all’interno di ciascun ammasso di galassie, per cercare di aiutare gli astronomi a conoscere meglio l’evoluzione degli ammassi di galassie con l’effetto lente, e la natura della materia oscura.