Spazio, una lente gravitazionale dalla curiosa forma di punto interrogativo svela l'inizio di una collisione galattica
Oltre 8 miliardi di anni fa, nel profondo spazio, iniziava una collisione tra due galassie. Questo evento sarebbe rimasto invisibile se non fosse avvenuta una lente gravitazionale recentemente osservata da James Webb, peraltro dalla curiosa forma a punto interrogativo.
Ingrandisce, intensifica, distorce. Questi tre verbi sintetizzano il fenomeno della lente gravitazionale. In articoli precedenti, in occasione di nuove osservazioni da parte dei telescopi spaziali, soprattutto di Hubble e James Webb, abbiamo avuto occasione di descrivere il fenomeno della lente gravitazionale.
Ritorniamo su questo fenomeno poiché l’ultima lente osservata da James Webb incuriosisce, in quanto ha un aspetto che richiama tanto la forma del punto interrogativo.
Come funziona una lente gravitazionale
Brevemente, affinché avvenga un fenomeno di lente gravitazionale e questo possa essere facilmente osservabile serve un oggetto celeste molto molto massiccio, ad esempio un intero ammasso di galassie. Questo oggetto lo chiameremo “oggetto in primo piano” (o foreground object in inglese).
Questo, essendo molto lontano dalla Terra potrebbe apparire anche puntiforme. Poi, servono uno o più oggetti astronomici che siano più distanti e allineati alle spalle dell’oggetto in primo piano. Li chiameremo oggetti di sfondo (o background objects in inglese).
La luce di questi oggetti di sfondo, durante il loro viaggio verso la Terra, attraversano una zona in cui lo spazio è stato deformato dalla gravità dell’oggetto in primo piano. L’effetto del passaggio attraverso questa zona deformata è che l'immagine degli oggetti di sfondo viene deviata. Sebbene nascosti dietro l’oggetto in primo piano, diventano visibili.
Inoltre, la loro immagine viene deformata e, in caso di particolari allineamenti, viene riprodotta più volte attorno all’oggetto in primo piano. Per ultimo, la loro luminosità viene intensificata. Se sono così distanti da essere invisibili, grazie alla lente gravitazionale diventano ben visibili.
La lente recentemente osservata James Webb
L’ultima lente gravitazionale osservata da James Webb è particolare sia perché precedentemente osservata dal telescopio Hubble, il che ne permette un confronto (si veda l'immagine di sotto), sia per la inusuale forma a punto interrogativo in cui è stata deformata la luce degli oggetti di background.
In questa lente l’oggetto massiccio in primo piano si chiama MACS-J0417.5-1154 ed è un ammasso di galassie, cioè una struttura formata da migliaia di galassie legate tra loro gravitazionalmente. La luce di questo ammasso ha percorso quasi 8 miliardi di anni luce per raggiungere la Terra.
Gli oggetti di sfondo (background objects) sono due galassie. Una è una galassia a spirale vista frontalmente, l’altra è una galassia rossa ricca di polveri vista di taglio.
L’immagine delle due galassie, per effetto lente, è stata intensificata. Essendo le due galassie ancor più distanti di MACS-J0417.5-1154, quindi ancor più lontane di 8 miliardi di anni luce, probabilmente senza effetto lente sarebbero estremamente deboli e invisibili. La loro immagine per effetto lente è stata riprodotta più volte attorno all’oggetto in primo piano. Inoltre, l’immagine della galassia rossa è stata anche deformata così da formare una sorta di scia luminosa che è appunto quella che ha assunto la forma di punto interrogativo.
Nella foto di sopra riproponiamo quella di copertina in cui abbiamo aggiunto delle indicazioni per capire più facilmente gli elementi della lente gravitazionale.
L'utilità delle lenti gravitazionali
Le due galassie, rese visibili e quindi studiabili grazie all’ingrandimento e l’intensificazione prodotta dalla lente, sono molto interessanti. La loro posizione relativa suggerisce che siano nella fase iniziale di uno scontro. Già questa fase iniziale ha innescato un intenso processo di formazione stellare, fenomeno già osservato in occasioni di altre collisioni galattiche.
Oltre che interessante, il fenomeno lente gravitazionale è utilissimo per gli astronomi. Nel caso specifico, esso ha permesso di studiare il processo di formazione avvenuto oltre 8 miliardi di anni fa, in galassie così lontane e poco luminose che altrimenti sarebbero rimaste invisibili.
Riferimenti alla ricerca:
"When, where, and how star formation happens in a galaxy pair at cosmic noon using CANUCS JWST/NIRISS grism spectroscopy", Vicente Estrada-Carpenter et al. 2024, MNRAS.