Fino a poco tempo, questi filamenti erano “sfuggenti”. Ma ora ne è stato rilevato uno ed è enorme: viaggiamo nella rete cosmica dell’Universo osservabile

L’Universo è costituito da una “rete cosmica” fatta di enormi e sottili filamenti di gas che si estendono tra giganteschi ammassi di materia (quello che suggeriscono i nostri migliori modelli). Tutto ciò che abbiamo visto finora con i nostri telescopi sono le stelle e le galassie negli ammassi di materia. Quindi la rete cosmica è reale o un’invenzione dei nostri modelli? Possiamo confermare i nostri modelli rilevando direttamente questi deboli filamenti gassosi?

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Filamenti sfuggenti

Universo filamenti galattici
Sulle scale più grandi, la materia nell’Universo è disposta in una rete cosmica costituita da filamenti di gas separati da vuoti, con ammassi dove i filamenti si incontrano.
Credit: Klaus Dolag, Universitäts-Sternwarte München, Ludwig-Maximilians-Universität München, Germania

Fino a poco tempo, questi filamenti erano sfuggenti. Ma ora una collaborazione tra radioastronomi australiani e astronomi tedeschi a raggi X ne ha rilevato uno. Il telescopio ASKAP (Australian Square Kilometre Array Pathfinder) sta iniziando a produrre un’immagine su larga scala dell’Universo in frequenze radio. Questo telescopio può vedere più in profondità di qualsiasi altro radiotelescopio, producendo nuove scoperte, come gli inspiegabili Cerchi Radio o ORC.

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Onde radio e raggi X

Quest’anno abbiamo anche visto la pubblicazione delle prime osservazioni del telescopio spaziale tedesco eROSITA, che ci sta dando la nostra immagine più profonda su larga scala dell’Universo a raggi X. Entrambi questi telescopi di nuova generazione hanno una capacità senza precedenti di scansionare grandi aree di cielo contemporaneamente, quindi sono perfettamente abbinati per studiare le caratteristiche su larga scala dell’Universo. Insieme, possono ottenere molto di più che da soli. Il primo risultato di questa collaborazione è la scoperta di un filamento cosmico di gas caldo. Questo studio è stato condotto da Thomas Reiprich dell’Università di Bonn e Marcus Brueggen dell’Università di Amburgo e ha coinvolto scienziati australiani del CSIRO e delle Università di Curtin, Macquarie, Monash e Western Sydney.

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La rete cosmica nell’Universo osservabile

Il Big Bang, circa 13,8 miliardi di anni, fa ha prodotto un universo pieno di materia oscura invisibile, insieme a un gas informe di idrogeno ed elio, e poco altro. Nel corso dei successivi miliardi di anni, il gas si è aggregato sotto l’attrazione della gravità, formando filamenti di materia con vasti vuoti tra loro. I filamenti contengono probabilmente più della metà della materia nell’Universo, anche se i filamenti stessi contengono solo dieci particelle per metro cubo, meno del miglior vuoto che possiamo creare sulla Terra.

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Si pensa che quasi tutte le galassie che vediamo oggi, inclusa la nostra Via Lattea, si siano formate in questi filamenti. Si crede che le galassie poi scivolino lungo i filamenti fino a cadere nei densi ammassi di galassie raggruppati insieme alle giunzioni dove i filamenti si incontrano. Ma fino ad ora, tutto questo era ipotetico: potevamo vedere le galassie e gli ammassi, ma non potevamo vedere i filamenti gassosi stessi. Ora, eROSITA ha rilevato direttamente il gas caldo in un filamento lungo 50 milioni di anni luce. Questo è un importante passo avanti, a conferma della correttezza del nostro modello di rete cosmica.

Il gas caldo scorre senza intoppi

Ci aspettavamo anche che il gas caldo avrebbe sollevato elettroni per produrre emissioni in radiofrequenza, ma, curiosamente, non rileviamo il filamento con ASKAP. Questo ci dice che il gas caldo scorre senza intoppi, senza la turbolenza che accelererebbe gli elettroni per produrre onde radio. Quindi le galassie stanno diventando fluide mentre “cadono” negli ammassi. Possiamo vedere le singole galassie cadere negli ammassi nelle immagini radio di ASKAP. A lunghezze d’onda radio, vediamo spesso getti, causati da elettroni che schizzano fuori vicino al buco nero al centro della galassia.

Tuttavia, nelle immagini radio di questi ammassi, vediamo i getti piegati e distorti mentre vengono colpiti dai venti intergalattici nel gas denso negli ammassi. Ancora una volta, questa è una buona conferma dei nostri modelli. Questo lavoro non è solo importante come conferma del nostro modello di Universo, ma è anche il primo risultato derivato dalla collaborazione tra ASKAP ed eROSITA. Questi due telescopi sono perfettamente abbinati per esaminare il nostro universo, osservandolo come non è mai stato visto prima, e ci aspettiamo che questa scoperta sia la prima di molte altre.

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