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- Posted By: Capuano Edoardo
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Una serie di 350 radiotelescopi nel deserto del Karoo in Sud Africa si sta avvicinando alla rilevazione dell'alba cosmica, l'era successiva al Big Bang in cui le stelle si sono accese per la prima volta e le galassie hanno cominciato a fiorire
Un team di scienziati provenienti dal Nord America, Europa e Sud Africa ha raddoppiato la sensibilità di un radiotelescopio chiamato HERA (Hydrogen Epoch of Reionization Array) (1). Con questa svolta, sperano di scrutare i segreti dell'universo primordiale.
Secondo il dottor Adrian Liu (2), professore assistente presso il Dipartimento di Fisica e il Trottier Space Institute della McGill University, «Negli ultimi due decenni, i team di tutto il mondo hanno lavorato per una prima rilevazione di onde radio dall'alba cosmica. Sebbene tale rilevamento rimanga sfuggente, i risultati di HERA rappresentano la ricerca più precisa fino ad oggi».
L'array era già il radiotelescopio più sensibile al mondo dedicato all'esplorazione dell'alba cosmica. Ora il team HERA ha migliorato la sua sensibilità di un fattore 2,1 per le onde radio emesse circa 650 milioni di anni dopo il Big Bang e di 2,6 per le onde radio emesse circa 450 milioni di anni dopo il Big Bang. Il loro lavoro è descritto in un articolo pubblicato su The Astrophysical Journal. (3)
Sebbene gli scienziati debbano ancora rilevare le emissioni radio dalla fine dei secoli oscuri cosmici, i loro risultati forniscono indizi sulla composizione di stelle e galassie nell'universo primordiale. Finora, i loro dati suggeriscono che le prime galassie contenevano pochissimi elementi oltre all'idrogeno e all'elio, a differenza delle nostre galassie odierne. Le stelle di oggi hanno una varietà di elementi, che vanno dal litio all'uranio, che sono più pesanti dell'elio.
Escludendo alcune teorie
Quando le antenne radio saranno completamente online e calibrate, il team spera di costruire una mappa 3D delle bolle di idrogeno ionizzato e neutro - indicatori delle prime galassie - mentre si sono evolute da circa 200 milioni di anni a circa 1 miliardo di anni dopo il Big Bang. La mappa potrebbe dirci in che modo le prime stelle e le galassie differivano da quelle che vediamo oggi intorno a noi e come appariva l'universo nella sua adolescenza, affermano i ricercatori.
Secondo i ricercatori, il fatto che il team HERA non abbia ancora rilevato questi segnali esclude alcune teorie sull'evoluzione delle stelle nell'universo primordiale.
«I nostri dati suggeriscono che le prime galassie erano circa 100 volte più luminose nei raggi X rispetto alle galassie odierne. La tradizione era che questo sarebbe stato il caso, ma ora abbiamo dati reali che rafforzano questa ipotesi», dice il dottor Liu.
In attesa di un segnale
Il team HERA continua a migliorare la calibrazione del telescopio e l'analisi dei dati nella speranza di vedere quelle bolle nell'universo primordiale. Tuttavia, filtrare il rumore radio locale per vedere i segnali dall'universo primordiale non è stato facile.
«Se si tratta di formaggio svizzero, le galassie fanno i buchi e noi stiamo cercando il formaggio», afferma il dottor David DeBoer (4), astronomo ricercatore presso l'University of California Berkeley’s Radio Astronomy Laboratory.
«HERA continua a migliorare e a stabilire limiti sempre migliori», afferma il dottor Aaron Parsons (5), ricercatore principale di HERA e professore associato di astronomia dell'University of California Berkeley. «Il fatto che siamo in grado di continuare a spingere e che abbiamo nuove tecniche che continuano a dare frutti per il nostro telescopio, è fantastico».
La collaborazione HERA è guidata dall'University of California Berkeley e comprende scienziati provenienti da tutto il Nord America, Europa e Sud Africa, con il supporto in Canada del Natural Sciences and Engineering Research Council, Canadian Institute for Advanced Research, Fonds de recherche du Québec – Nature et technologies, e dal Trottier Space Institute della McGill University. La costruzione dell'array è finanziata dalla National Science Foundation, dalla Alfred P. Sloan Foundation, e dal Gordon and Betty Moore Foundation, con il supporto chiave del governo del South Africa e del South African Radio Astronomy Observatory (SARAO).
Riferimenti:
(1) HERA
(2) Adrian Liu
(4) David DeBoer
(5) Aaron Parsons
Descrizione foto: Il radiotelescopio HERA, situato a Karoo in Sud Africa, è costituito da 350 piatti puntati verso l'alto per rilevare le onde radio dall'universo primordiale. - Credit: Dara Storer, Dave DeBoer.
Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: How different were galaxies in the early universe?