Ammassi galattici - Distanze - Analisi spettrale
Quando sono apparse le prime stelle, galassie ed ammassi galattici nell'universo?
Ora abbiamo una buona prova che gli ammassi di galassie iniziarono a formarsi circa 650 milioni di anni dopo il Big Bang. Ne segue che le galassie hanno iniziato a formarsi prima di questa data, e le prime stelle ancora prima.
La prova consiste nella scoperta che una nota galassia brillante posta a redshift z=8 ha quattro compagne più deboli in un raggio di circa 10 milioni di anni luce. La galassia era stata trovata inizialmente dalla WFC3 di Hubble durante il programma Bightest of Reionizing Galaxy (BORG) che cercava galassie con redshift pari a z=8. La regione nella quale è stata trovata la galassia è chiamata proprio per questo BORG58.
La tecnica Lyman-break che ha consentito la scoperta è basata sul fatto che i fotoni aventi lunghezze d'onda minori rispetto alla Lyman-alfa di 121,6 nanometri sono assorbiti più facilmente dal gas di idrogeno neutro. Conseguentemente, gran parte della luce da giovani e calde stelle è estinta dall'idrogeno neutro, così queste stelle sono più brillanti alle lunghezze d'onda più brevi rispetto alla Lyman-alfa. La lunghezza d'onda dei fotoni emessi a z=8 è allungata di un fattore da z+1 a 1094 nanometri, nel range infrarosso. Così per identificare galassie brillanti così distanti, le immagini vengono scattate attraverso una serie di filtri. Gli oggetti che sembrano sparire in queste immagini sono probabilmente al redshift desiderato.
Quattro oggetti brillanti sono stati identificati nel processo della survey, probabilmente a z=8. Le simulazioni al computer hanno indicato che a questo redshift le galassie maggiormente massive (presumibilmente le più brillanti) potrebbero avere un numero di compagne meno massive e più deboli. Così la ricerca è stata estesa intorno a queste quattro candidate, utilizzando esposizioni più lunghe per ottenere oggetti più deboli. Sono state così trovate 17 galassie più deboli. Il campo BORG58 dovrebbe contenere 4 galassie compagne.
Non è stato possibile ottenere una spettroscopia diretta in grado di stimare il vero redshift di questi oggetti, probabilmente perché la loro luce viene estinta molto dall'idrogeno neutro. Comunque c'è grande probabilità che si tratti davvero di galassie facenti parte dello stesso ammasso della principale.
La massa di alone, che include la materia oscura, intorno all'oggetto più brillante dovrebbe essere in un range da 400 a 700 miliardi di masse solari (la Via Lattea ha massa di più di un trilione). Potrebbe esserci un alone più piccolo di circa 100 miliardi di masse solari.
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Fonte: Today's Science
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