Il telescopio spaziale James Webb della NASA ed il telescopio spaziale Hubble si sono uniti per studiare un vasto ammasso di galassie noto come MACS0416. L’immagine pancromatica risultante combina la luce visibile e quella infrarossa per assemblare una delle vedute più complete dell’universo mai scattate. Situato a circa 4,3 miliardi di anni luce dalla Terra, MACS0416 è una coppia di ammassi di galassie in collisione che alla fine si uniranno per formare un ammasso ancora più grande.
Immagine: ammasso galattico MACS0416
L’immagine rivela una ricchezza di dettagli che è possibile catturare solo combinando la potenza di entrambi i telescopi spaziali. Comprende un’abbondanza di galassie al di fuori dell’ammasso e una manciata di fonti che variano nel tempo, probabilmente a causa della lente gravitazionale – la distorsione e l’amplificazione della luce proveniente da fonti di fondo distanti.
Questo ammasso è stato il primo di una serie di visioni super profonde dell’universo senza precedenti ottenute da un ambizioso programma collaborativo di Hubble chiamato Frontier Fields , inaugurato nel 2014. Hubble ha aperto la strada alla ricerca di alcune delle galassie intrinsecamente più deboli e più giovani mai rilevate. La visione a infrarossi di Webb rafforza in modo significativo questo sguardo profondo andando ancora più lontano nell’universo primordiale con la sua visione a infrarossi.
“Stiamo sviluppando l’eredità di Hubble spingendoci verso distanze maggiori e oggetti più deboli”, ha affermato Rogier Windhorst dell’Arizona State University, ricercatore principale del programma PEARLS (Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science), che ha acquisito le osservazioni di Webb.
Cosa significano i colori
Per realizzare l’immagine, in generale le lunghezze d’onda più corte della luce erano codificate con il colore blu, le lunghezze d’onda più lunghe rosse e le lunghezze d’onda intermedie verdi. L’ampia gamma di lunghezze d’onda, da 0,4 a 5 micron, produce un paesaggio di galassie particolarmente vivido.
Questi colori forniscono indizi sulle distanze delle galassie: le galassie più blu sono relativamente vicine e spesso mostrano un’intensa formazione stellare, come meglio rilevato da Hubble, mentre le galassie più rosse tendono ad essere più distanti come rilevate da Webb. Alcune galassie appaiono anche molto rosse perché contengono abbondanti quantità di polvere cosmica che tende ad assorbire i colori più blu della luce stellare.
“L’intero quadro non diventa chiaro finché non si combinano i dati Webb con i dati Hubble”, ha affermato Windhorst.
Immagine: Hubble/Webb affiancati
Ammasso di galassie dell’albero di Natale
Sebbene le nuove osservazioni di Webb contribuiscano a questa visione estetica, sono state prese per uno scopo scientifico specifico. Il gruppo di ricerca ha combinato le tre epoche di osservazioni, ciascuna effettuata a settimane di distanza, con una quarta epoca del gruppo di ricerca CANUCS (CAnadian NIRISS Unbiased Cluster Survey). L’obiettivo era cercare oggetti che variavano nella luminosità osservata nel tempo, noti come transitori.
Hanno identificato 14 transitori di questo tipo attraverso il campo visivo. Dodici di questi transitori erano localizzati in tre galassie che sono fortemente ingrandite dalla lente gravitazionale e sono probabilmente stelle singole o sistemi multipli di stelle che per breve tempo vengono ingranditi molto fortemente. I restanti due transitori si trovano all’interno di galassie di fondo con un ingrandimento più moderato e sono probabilmente supernove.
“Chiamiamo MACS0416 l’ammasso galattico dell’albero di Natale, sia perché è così colorato sia per le luci tremolanti che troviamo al suo interno. Possiamo vedere transitori ovunque”, ha detto Haojing Yan dell’Università del Missouri in Columbia, autore principale di un articolo che descrive i risultati scientifici.
Trovare così tanti transitori con osservazioni che coprono un arco di tempo relativamente breve suggerisce che gli astronomi potrebbero trovare molti ulteriori transitori in questo ammasso e in altri simili attraverso il monitoraggio regolare con Webb.
Una stella Kaiju
Tra i passeggeri identificati dal team, uno si è distinto in particolare. Situato in una galassia che esisteva circa 3 miliardi di anni dopo il big bang, è ingrandito di un fattore di almeno 4.000. Il team ha soprannominato il sistema stellare “Mothra” in riferimento alla sua “natura mostruosa”, essendo allo stesso tempo estremamente luminoso ed estremamente ingrandito. Si unisce a un’altra stella con lente che i ricercatori avevano precedentemente identificato e soprannominata “Godzilla”. (Sia Godzilla che Mothra sono mostri giganti conosciuti come kaiju nel cinema giapponese.)
È interessante notare che Mothra è visibile anche nelle osservazioni di Hubble effettuate nove anni prima. Questo è insolito, perché per ingrandire una stella così tanto è necessario un allineamento molto specifico tra l’ammasso di galassie in primo piano e la stella sullo sfondo. I movimenti reciproci della stella e dell’ammasso avrebbero dovuto eventualmente eliminare quell’allineamento.
Immagine: galassia con lente gravitazionale
La spiegazione più probabile è che ci sia un oggetto aggiuntivo all’interno del cluster in primo piano che aggiunge maggiore ingrandimento. Il team è riuscito a vincolare la sua massa a un valore compreso tra 10.000 e 1 milione di volte la massa del nostro Sole. La natura esatta di questa cosiddetta “millilente”, tuttavia, rimane sconosciuta.
“La spiegazione più probabile è un ammasso stellare globulare troppo debole perché Webb possa vederlo direttamente”, ha affermato Jose Diego dell’Instituto de Física de Cantabria in Spagna, autore principale dell’articolo che descrive nei dettagli la scoperta. “Ma non conosciamo ancora la vera natura di questa lente aggiuntiva.”
Lo Yan et al. l’articolo è accettato per la pubblicazione su The Astrophysical Journal. Diego et al. l’articolo è stato pubblicato su Astronomia e Astrofisica.
I dati Webb mostrati qui sono stati ottenuti come parte del programma PEARLS GTO 1176 .
Il James Webb Space Telescope è il principale osservatorio di scienze spaziali del mondo. Webb sta risolvendo i misteri del nostro sistema solare, guardando oltre, verso mondi lontani attorno ad altre stelle, e sondando le misteriose strutture e origini del nostro universo e il nostro posto in esso. Webb è un programma internazionale guidato dalla NASA con i suoi partner, l’ESA (Agenzia spaziale europea) e l’Agenzia spaziale canadese.
Il telescopio spaziale Hubble è un progetto di cooperazione internazionale tra NASA ed ESA. Il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, nel Maryland, gestisce il telescopio. Lo Space Telescope Science Institute (STScI) di Baltimora, nel Maryland, conduce operazioni scientifiche con Hubble e Webb. STScI è gestito per la NASA dall’Association of Universities for Research in Astronomy, a Washington, DC
Contatti con i media
Laura Betz – laura.e.betz@nasa.gov , Claire Andreoli – claire.andreoli@nasa.gov Goddard Space Flight Center
della NASA , Greenbelt, Maryland.
Hannah Braun – hbraun@stsci.edu , Christine Pulliam – cpulliam@stsci.edi
Space Telescope Science Institute , Baltimora, Maryland.
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Risultati della ricerca: Yan et al. l’articolo è accettato per la pubblicazione su The Astrophysical Journal.
Risultati della ricerca: Diego et al. l’articolo è stato pubblicato su Astronomia e Astrofisica.
Informazioni correlate
Nozioni di base sulle galassie – https://universe.nasa.gov/galaxies/basics/
Evoluzione delle galassie – https://universe.nasa.gov/galaxies/evolution/
Pagina della missione Webb – https://science.nasa.gov/mission/webb/
Notizie Webb – https://science.nasa.gov/mission/webb/latestnews/
Immagini Webb – https://science.nasa.gov/mission/webb/multimedia/images/
Pagina della missione Hubble – https://science.nasa.gov/mission/hubble
Notizie su Hubble – https://science.nasa.gov/mission/hubble/hubble-news/
Immagini di Hubble – https://science.nasa.gov/mission/hubble/multimedia/hubble-images/
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