Da quando gli esseri umani hanno appreso che la Via Lattea non era unica o sola nel cielo notturno, astronomi e cosmologi hanno cercato di scoprire quante galassie ci sono nell'Universo. E fino a poco tempo fa, le nostre più grandi menti scientifiche credevano di avere un'idea abbastanza buona, tra 100 e 200 miliardi.
Tuttavia, a nuovo studio prodotto da ricercatori del Regno Unito ha rivelato qualcosa di sorprendente sull'Universo. Usando Hubble Immagini di campo profondo e dati da altri telescopi, hanno concluso che queste stime precedenti erano errate di un fattore di circa 10. L'Universo, a quanto pare, potrebbe aver avuto fino a 2 trilioni di galassie nel corso della sua storia.
Guidato dal prof. Christopher Conselice dell'Università di Nottingham, nel Regno Unito, il team ha combinato le immagini scattate dal telescopio spaziale Hubble con altri dati pubblicati per produrre una mappa 3D dell'Universo. Hanno quindi incorporato una serie di nuovi modelli matematici che hanno permesso loro di dedurre l'esistenza di galassie che non sono abbastanza luminose per essere osservate dagli strumenti attuali.
Scienziati del Regno Unito hanno prodotto nuove stime sul numero di galassie nell'Universo, che potrebbero far luce anche sull'evoluzione cosmica. Credito: NASA/Chandra
Usando questi, hanno quindi iniziato a rivedere come si sono evolute le galassie negli ultimi 13 miliardi di anni. Quello che hanno imparato è stato piuttosto affascinante. Per uno, hanno osservato che la distribuzione delle galassie nella storia dell'Universo non era uniforme. Inoltre, hanno scoperto che affinché tutto nei loro calcoli tornasse, nell'Universo primordiale dovevano esserci 10 volte più galassie di quanto si pensasse in precedenza.
La maggior parte di queste galassie sarebbe simile in massa alle galassie satellite che sono state osservate intorno alla Via Lattea e sarebbe troppo debole per essere individuata dagli strumenti odierni. In altre parole, gli astronomi sono stati in grado di vedere solo circa il 10% dell'Universo primordiale fino ad ora, perché la maggior parte delle sue galassie erano troppo piccole e deboli per essere visibili.
Come ha spiegato il Prof. Conselice in a Rilascio di Hubble Science , mentre può aiutare a risolvere un persistente dibattito sulla struttura dell'Universo:
'Questi risultati sono una potente prova che una significativa evoluzione delle galassie ha avuto luogo nel corso della storia dell'universo, che ha ridotto drasticamente il numero di galassie attraverso le fusioni tra loro, riducendo così il loro numero totale. Questo ci dà una verifica della cosiddetta formazione top-down della struttura nell'universo”.
Illustrazione della profondità con cui Hubble ha ripreso le galassie nelle precedenti iniziative Deep Field, in unità dell'Era dell'Universo. Credito: NASA e A. Feild (STScI)
Per scomporlo, il 'modello top-down' della formazione delle galassie afferma che le galassie si sono formate da enormi nubi di gas più grandi delle galassie risultanti. Queste nuvole hanno iniziato a collassare perché la loro gravità interna era più forte delle pressioni nella nuvola. In base alla velocità di rotazione delle nubi di gas, formerebbero una galassia a spirale o ellittica.
Al contrario, il 'modello dal basso verso l'alto' afferma che le galassie si sono formate durante l'Universo primordiale a causa della fusione di ammassi più piccoli che avevano circa le dimensioni degli ammassi globulari. Queste galassie potrebbero quindi essere state trascinate in ammassi e superammassi a causa della loro gravità reciproca.
Oltre ad aiutare a risolvere questo dibattito, questo studio offre anche una possibile soluzione al Paradosso di Olbers (alias 'il paradosso del cielo notturno'). Prende il nome dall'astronomo tedesco del XVIII/XIX secolo Heinrich Wilhelm Olbers, questo paradosso affronta la domanda sul perché, data la distesa dell'Universo e tutta la materia luminosa in esso contenuta, il cielo è buio di notte?
Sulla base dei loro risultati, il team del Regno Unito ha ipotizzato che mentre ogni punto del cielo notturno contiene parte di una galassia, la maggior parte di essi sono invisibili all'occhio umano e ai moderni telescopi. Ciò è dovuto a una combinazione di fattori, che include gli effetti del cosmico redshift , il fatto che l'Universo è dinamico (cioè sempre in espansione) e l'assorbimento della luce da parte di polvere e gas cosmici.
L'immagine è stata scattata dal telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA che copre una porzione del campo meridionale del Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS). Credito: NASA/ESA/HST
Inutile dire che saranno necessarie missioni future per confermare l'esistenza di tutte queste galassie invisibili. E a questo proposito, Conselice e i suoi colleghi stanno guardando alle missioni future, quelle in grado di osservare stelle e galassie nello spettro non visibile, per farlo accadere.
'Sbalordisce il fatto che oltre il 90 percento delle galassie nell'universo debba ancora essere studiato', Ha aggiunto . “Chissà quali proprietà interessanti troveremo quando scopriremo queste galassie con le future generazioni di telescopi? In un prossimo futuro, il Telescopio spaziale James Webb sarà in grado di studiare queste galassie ultra-deboli”.
Capire quante galassie sono esistite nel tempo è un aspetto fondamentale per comprendere l'Universo nel suo insieme. Con ogni studio di passaggio che tenta di risolvere ciò che possiamo vedere con i nostri attuali modelli cosmologici, ci stiamo avvicinando molto di più!
E assicurati di goderti questo video su alcune delle immagini più belle di Hubble, per gentile concessione di HubbleESA:
Ulteriori letture: Sito Hubble , Telescopio Spaziale Hubble