l'Astrofilo luglio-agosto 2023

27 LUGLIO-AGOSTO 2023 ASTRO PUBLISHING di Trieste, ambiva a rilevare l’ICM in un protoammasso fin dalle prime fasi dell’universo. Gli ammassi di galassie sono così massicci che possono tenere insieme gas che si riscalda mentre cade verso l’ammasso. “Le simulazioni cosmolo- giche avevano previsto la presenza di gas caldo nei protoammassi da oltre un decennio, ma mancavano con- ferme osservative” , spiega Elena Ra- sia, ricercatrice presso l’Istituto Na- zionale di Astrofisica (INAF) di Trieste e coautrice dello studio. “Perseguire tale conferma osservativa fonda- mentale ci ha portato a selezionare con cura uno dei candidati protoam- massi più promettenti.” Si tratta del protoammasso Spiderweb, situato in un’epoca in cui l’universo aveva solo 3 miliardi di anni. Nonostante sia il protoammasso più intensamente studiato, la presenza dell’ICM era rimasta senza conferme. Trovare un grande serbatoio di gas caldo nel protoammasso di Spider- web avrebbe indicato che il sistema è ben avviato a diventare un vero e proprio ammasso di galassie stabile piuttosto che disperdersi. Il gruppo guidato da Di Mascolo ha rilevato l’ICM del protoammasso Spi- derweb attraverso quello che è noto come effetto termico Sunyaev-Zeldo- vich (SZ). Questo effetto si manifesta quando la luce del fondo cosmico a microonde (la radiazione residua del Big Bang) passa attraverso l’ICM. Quando quella luce interagisce con gli elettroni in rapido movimento nel gas caldo, guadagna un po’ di ener- gia e il suo colore, o lunghezza d’on- da, cambia leggermente. “Alle giu- ste lunghezze d’onda, l’effetto SZ appare quindi come l’ombra dell’am- masso di galassie sul fondo cosmico a microonde” , spiega Di Mascolo. Misurando queste ombre sul fondo cosmico a microonde, gli astronomi possono quindi dedurre l’esistenza del gas caldo, stimarne la massa e mapparne la forma. “Grazie alla sua risoluzione e sensibilità senza prece- denti, ALMA è l’unica struttura at- tualmente in grado di eseguire una tale misura sui progenitori distanti di ammassi massicci” , afferma Di Ma- scolo. Il gruppo ha determinato che il protoammasso Spiderweb contiene un vasto serbatoio di gas caldo a una temperatura di alcune decine di mi- lioni di gradi Celsius. In precedenza, era stato trovato gas freddo in que- sto protoammasso, ma la massa del gas caldo di questo nuovo studio lo supera di migliaia di volte. La sco- perta mostra che il protoammasso Spiderweb dovrebbe effettivamente trasformarsi in un enorme ammasso di galassie in circa 10 miliardi di anni, aumentando la sua massa almeno di un fattore dieci. Tony Mroczkowski, coautore dell’ar- ticolo e ricercatore dell’ESO, spiega che “questo sistema mostra enormi contrasti. La componente termica calda distruggerà gran parte della componente fredda a mano a mano che il sistema si evolve. Stiamo assi- stendo a una transizione delicata” . E aggiunge che “la scoperta fornisce conferma osservativa di previsioni teoriche di lunga data sulla forma- zione dei più grandi oggetti legati gravitazionalmente nell’universo”. Questi risultati aiutano a gettare le basi per le sinergie tra ALMA e il fu- turo ELT (Extremely Large Telescope) dell’ESO, che “ rivoluzionerà lo stu- dio di strutture come Spiderweb” , conclude Mario Nonino, coautore dello studio e ricercatore presso l’INAF - Osservatorio Astronomico di Trieste. L’ELT e i suoi strumenti al- l’avanguardia, come HARMONI e MICADO, saranno in grado di scru- tare i protoammassi e descriverci le galassie in essi contenute in modo molto dettagliato. Insieme alle capa- cità di ALMA di tracciare l’ICM in for- mazione, ciò fornirà uno sguardo cruciale sull’assemblaggio di alcune delle strutture più grandi dell’uni- verso primordiale. ASTROFILO l’ ! Q uesta immagine mostra il protoammasso attorno alla galassia Spiderweb (for- malmente nota come MRC 1138-262), visto in un momen- to in cui l’universo aveva solo 3 miliardi di anni. La maggior parte della massa nel protoam- masso non risiede nelle galas- sie che si possono vedere al centro dell’immagine, ma nel gas noto come mezzo intraclu- ster (ICM). Il gas caldo nell’ICM è mostrato come una nuvola blu sovrapposta. [ESO/Di Ma- scolo et al.; HST: H. Ford]