È una mappa dell’universo locale senza precedenti, realizzata da un team internazionale guidato dall’Istituto di scienze del cosmo dell’Università di Barcellona (Iccub) e dall’Istituto di studi spaziali della Catalogna (Ieec). Si chiama Regalade – acronimo di Revised Galaxy List for The Advanced Detector Era – ed è un catalogo che raccoglie e caratterizza circa ottanta milioni di galassie distribuite sull’intero cielo osservabile, offrendo agli astronomi uno strumento unico per localizzare con una precisione mai raggiunta prima gli eventi transienti del cosmo.
Alcune delle galassie del catalogo Regalade. In primo piano è possibile osservare la galassia Ngc 4411. Crediti: Nsf–Doe Vera C. Rubin Observatory/NoirLab/Slac/Aura
Pubblicato la settimana scorsa sulle pagine della rivista Astronomy & Astrophysics, il nuovo catalogo include misurazioni precise della distanza e delle dimensioni di tutte le galassie censite, nonché le masse stellari per la maggior parte di esse, coprendo sei miliardi di anni luce di distanza, dunque ben oltre i 300 milioni di anni luce dei cataloghi precedenti.
Per costruire la mappa, il team ha integrato le informazioni provenienti da quattordici cataloghi ampiamente utilizzati e da survey di imaging profondo – tra cui Glade+, Sdss, Pan-Starrs, Delve e Hecate – riunendole in un unico archivio completo. Un passaggio decisivo per la realizzazione è stato il controllo della contaminazione stellare, necessario per garantire quella che in gergo tecnico viene definita purity and integrity, ovvero la purezza e l’affidabilità del campione. Le stesse stelle della nostra Via Lattea, pur essendo relativamente vicine, possono infatti apparire come deboli galassie lontane. Incrociando i propri dati con quelli della missione Gaia dell’Agenzia spaziale europea, i ricercatori hanno identificato e rimosso circa 6.7 milioni di contaminanti stellari. Il risultato finale è il catalogo di galassie più completo e accurato attualmente disponibile.
Lo studio che ha portato alla compilazione di Regalade nasce dalla necessità di superare la frammentazione dei dati astronomici. Prima della sua realizzazione, per studiare i fenomeni transienti, i ricercatori dovevano confrontare molteplici cataloghi, ciascuno limitato a porzioni parziali del cielo o privo di informazioni chiave. Grazie a questo lavoro di ricerca, i ricercatori hanno creato una risorsa unificata, capace di rendere le ricerche più rapide, permettendo di seguire eventi cosmici transitori e fenomeni rari con una precisione mai raggiunta prima.
«Per anni, lo studio dei fenomeni transienti è stato limitato da cataloghi di galassie che risultavano incompleti oltre l’universo locale o affetti da una forte contaminazione stellare», spiega a Media Inaf Simone Scaringi, ricercatore alla Durham University, associato all’Inaf di Napoli e coautore dello studio. «Regalade supera questo ostacolo combinando i migliori dati spettroscopici e di imaging profondo oggi disponibili.
«Il catalogo», continua Scaringi, «non si limita a fornire un semplice elenco di coordinate: Regalade determina con successo le masse stellari per la maggior parte del campione di quasi 80 milioni di galassie, fornendone inoltre l’estensione precisa. Stiamo radicalmente potenziando gli strumenti a disposizione degli astronomi per rintracciare l’origine degli eventi più estremi dell’universo».
Come anticipato, Regalade copre l’intero cielo fino a oltre sei miliardi di anni luce (redshift z ≈ 0,37), consentendo di individuare un numero molto più elevato di galassie ospiti per ogni evento cosmico transiente, dall’infrarosso ai raggi X, migliorando in modo significativo anche le strategie di follow-up delle onde gravitazionali. Secondo i ricercatori, la mappa permetterà di identificare la galassia d’origine per oltre il 75 per cento dei transienti registrati quotidianamente a livello globale, come le esplosioni di supernova o la fusione di due buchi neri o di stelle di neutroni.
«Regalade è nata come una sfida per migliorare l’esperienza dell’utilizzatore», sottolinea Hugo Tranin, ricercatore all’Istituto di scienze del cosmo dell’Università di Barcellona e primo autore dello studio. «Fondendo i dati di 14 cataloghi ampiamente utilizzati e survey di immagini profonde, ora abbiamo un unico catalogo unificato per consultare distanze e caratteristiche delle galassie. Questo semplifica drasticamente il lavoro quotidiano degli astronomi».
Il rilascio del catalogo arriva in un momento cruciale per l’astronomia: l’entrata in funzione dell’Osservatorio Vera C. Rubin, che con la sua Legacy Survey of Space and Time produrrà milioni di alert per eventi transienti ogni notte. Tuttavia, senza una mappa completa e affidabile, associare in tempo reale queste esplosioni alle rispettive galassie ospiti sarebbe quasi impossibile. Con Regalade, osservano i ricercatori, le cose saranno diverse.
«Regalade ci consente di identificare le galassie in cui questi eventi hanno origine in modo rapido e accurato, permettendoci di classificare velocemente fenomeni rari», dice Nadejda Blagorodnova, anche lei ricercatrice all’Istituto di scienze del cosmo di Barcellona e co-autrice della pubblicazione. «Questo aprirà la porta alla scoperta di tipi di fenomeni celesti completamente nuovi».
«Con l’entrata in funzione di strutture come l’Osservatorio Vera C. Rubin, la comunità astronomica si sta preparando a gestire un flusso di dati che potrà raggiungere i dieci milioni di allerte», aggiunge Scaringi. «La forza della scienza dei fenomeni transienti e dell’astrofisica multimessaggera si fonda su risorse condivise e di alta qualità. Con il rilascio dell’intero dataset Regalade stiamo gettando le basi per il prossimo decennio di scoperte, garantendo che l’intera comunità sia pronta per la valanga di dati in arrivo».
I test condotti su tre diversi casi studio mettono in evidenza la solidità e la versatilità di Regalade. La mappa ha permesso di identificare e classificare rapidamente transienti ottici, permettendo di stimare distanza e magnitudine assoluta e portando all’individuazione di eventi come le novae rosse luminose. Ha inoltre migliorato l’associazione delle sorgenti X ultra e iper luminose alle rispettive galassie ospiti, riducendo in modo significativo i falsi positivi rispetto ai cataloghi precedenti. Non solo: ha fornito stime omogenee di massa stellare e dimensioni galattiche, fondamentali per studi statistici su popolazioni limitate in volume e per valutare il tasso di eventi cosmici. I dati raccolti rappresentano inoltre una risorsa preziosa per addestrare algoritmi di deep learning dedicati al riconoscimento morfologico delle galassie e per affinare i modelli di stima dei redshift fotometrici nei cataloghi futuri.
L’impatto del nuovo catalogo è particolarmente rilevante anche per l’astronomia multi-messaggera, la disciplina che combina segnali elettromagnetici, neutrini e onde gravitazionali. Mappando quasi il dieci per cento del volume dell’universo osservabile, Regalade fornisce una bussola essenziale per orientare rapidamente i telescopi quando rilevatori come Ligo e Virgo intercettano la fusione di buchi neri o stelle di neutroni.
Attraverso uno sky viewer interattivo, il team ha reso la mappa accessibile anche al pubblico. Il visualizzatore, disponibile a questo link, consente di esplorare il catalogo e navigare tra milioni di galassie direttamente dal computer. Utilizzando la rotella del mouse è possibile spostarsi lateralmente, osservando la distribuzione delle galassie su scale enormi. Cliccando su una galassia si apre una scheda informativa con parametri cruciali come magnitudine, redshift e distanza stimata in megaparsec. Si può inoltre passare dalla vista bidimensionale alla visualizzazione in 3D, che mostra l’organizzazione delle galassie in superammassi separati da enormi vuoti cosmici. È infine possibile inserire coordinate specifiche per raggiungere direttamente oggetti celesti di interesse già noti e consultarne i parametri principali.
Per saperne di più:
- Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “A catalog to unite them all: REGALADE, a revised galaxy compilation for the advanced detector era” di , , , , , , , , , , , e
Guarda il video (in inglese) sul canale YouTube dell’Institute of Cosmos Sciences UB: