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Un ammasso di galassie situato a circa 10,2 miliardi di anni luce dalla Terra è stato scoperto combinando i dati dell'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA con telescopi ottici e infrarossi. L'ammasso, JKCS041, è l'ammasso di galassie più distante mai osservato e lo vediamo come quando l'Universo aveva solo un quarto della sua età attuale. La distanza dell'ammasso batte il precedente detentore del record di circa un miliardo di anni luce.
Gli ammassi di galassie sono i più grandi oggetti gravitazionali dell'Universo. Trovare una struttura così grande in questa primissima epoca può rivelare importanti informazioni su come l'Universo si è evoluto in questa fase cruciale.
JKCS041 è sull'orlo di quando gli scienziati pensano che possano esistere ammassi di galassie nell'Universo primordiale in base a quanto tempo dovrebbero impiegare per assemblarsi. Pertanto, lo studio delle sue caratteristiche - come composizione, massa e temperatura - rivelerà di più su come l'Universo ha preso forma.
'Questo oggetto è vicino al limite di distanza previsto per un ammasso di galassie', ha affermato Stefano Andreon dell'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) di Milano, Italia. 'Non pensiamo che la gravità possa funzionare abbastanza velocemente da creare ammassi di galassie molto prima'.
JKCS041 è stato originariamente rilevato nel 2006 in un sondaggio del telescopio a infrarossi del Regno Unito (UKIRT). La distanza dall'ammasso è stata quindi determinata dalle osservazioni ottiche e infrarosse dell'UKIRT, del telescopio Canada-Francia-Hawaii alle Hawaii e dello Spitzer Space Telescope della NASA. Le osservazioni all'infrarosso sono importanti perché la luce ottica delle galassie a grandi distanze viene spostata nelle lunghezze d'onda dell'infrarosso a causa dell'espansione dell'universo.
I dati di Chandra sono stati l'ultima, ma cruciale, prova in quanto hanno dimostrato che JKCS041 era, in effetti, un vero ammasso di galassie. L'emissione estesa di raggi X vista da Chandra mostra che è stato rilevato gas caldo tra le galassie, come previsto per un vero ammasso di galassie piuttosto che per uno che è stato colto nell'atto di formarsi.
Inoltre, senza le osservazioni a raggi X, rimaneva la possibilità che questo oggetto potesse essere una miscela di diversi gruppi di galassie lungo la linea di vista, o un filamento, un lungo flusso di galassie e gas, visto frontalmente. La massa e la temperatura del gas caldo rilevate stimate dalle osservazioni di Chandra escludono entrambe queste alternative.
L'estensione e la forma dell'emissione di raggi X, insieme alla mancanza di una sorgente radio centrale, depongono contro la possibilità che l'emissione di raggi X sia causata dalla dispersione della luce cosmica di fondo a microonde da parte di particelle che emettono onde radio.
Non è ancora possibile, con il rilevamento di un solo ammasso di galassie estremamente distante, testare modelli cosmologici, ma sono in corso ricerche per trovare altri ammassi di galassie a distanze estreme.
'Questa scoperta è entusiasmante perché è come trovare un fossile di Tyrannosaurus Rex molto più antico di qualsiasi altro conosciuto', ha affermato il coautore Ben Maughan, dell'Università di Bristol nel Regno Unito. “Un fossile potrebbe adattarsi alla nostra comprensione dei dinosauri, ma se ne trovassi molti di più, dovresti iniziare a ripensare a come si sono evoluti i dinosauri. Lo stesso vale per gli ammassi di galassie e per la nostra comprensione della cosmologia».
Il precedente detentore del record per un ammasso di galassie era a 9,2 miliardi di anni luce di distanza, XMMXCS J2215.9-1738, scoperto dall'XMM-Newton dell'ESA nel 2006. Questo ha battuto il precedente record di distanza di soli 0,1 miliardi di anni luce, mentre JKCS041 supera XMMXCS J2215 .9 di circa dieci volte tanto.
'La cosa eccitante di questa scoperta è l'astrofisica che può essere fatta con studi di follow-up dettagliati', ha detto Andreon.
Tra le domande che gli scienziati sperano di affrontare studiando ulteriormente JKCS041 ci sono: qual è l'accumulo di elementi (come il ferro) in un oggetto così giovane? Ci sono segni che il cluster si stia ancora formando? La temperatura e la luminosità dei raggi X di un ammasso così distante si riferiscono alla sua massa nello stesso modo semplice di quanto avviene per gli ammassi vicini?
Fonte: EurekAlert