Grandi galassie come telescopi gravitazionali

Generando un’amplificazione notevole, le grandi galassie sono telescopi naturali che permettono agli astronomi di esplorare l’Universo distante a profondità senza precedenti. Riconoscendo l’enorme potenziale dell’amplificazione gravitazionale, una grande frazione del telescopio spaziale Hubble (Hubble Space Telescope, HST) è stata recentemente assegnata a due grandi ricerche su tali grandi galassie.

L’indagine di CLASH e dei Campi delle Frontiere ha svelato lenti gravitazionali precedentemente sconosciute ma potenti. La luce sulle proprietà delle galassie a immagini multiple è stato un motore chiave della scienza del progetto LENSGAL (“Investigating the properties of the early Universe with lensed galaxies”), finanziato dall’UE. Gli scienziati hanno stabilito i loro spostamenti verso il rosso e hanno progettato distanze tra le lenti e le fonti sullo sfondo.

L’effettuazione con cura di una mappa della distribuzione delle galassie sottoposte a lensing è stata importante per stabilire l’amplificazione gravitazionale e pertanto il calcolo della luminosità delle galassie sullo sfondo. A questo fine, gli scienziati di LENSGAL hanno impiegato nuove tecniche di modellazione della lente. Hanno sfruttato ulteriormente le osservazioni dell’HST con i dati della Sloan Digital Sky Survey e del satellite Herschel.

Il progetto LENSGAL ha mirato a decine di grandi galassie, offrendo le amplificazioni di lensing fino a 40 su una significativa frazione dei campi di visuale dei telescopi. Di conseguenza, gli scienziati sono stati in grado di sondare la funzione di luminosità di galassie ad elevato spostamento verso il rosso a limiti precedentemente irraggiungibili senza l’ingrandimento gravitazionale. Forti linee di emissione che sono state rilevate hanno inoltre consentito loro di stabilire le loro metallicità di ossigeno.

Con l’assistenza dell’ingrandimento lensing, gli scienziati di LENSGAL sono stati in grado di confermare spettroscopicamente le galassie oltre uno spostamento verso il rosso di 7. Inoltre, il progetto ha consentito un rilevamento delle popolazioni della galassia più debole rispetto alle osservazioni approfondite del passato. Le mappe risultanti delle galassie a bassa massa e ad elevato spostamento verso il rosso trasformeranno probabilmente la comprensione dell’evoluzione galattica.

LENSGAL ha rivelato galassie sullo sfondo a limiti di grandezza senza precedenti, ma ha anche sondato la popolazione delle galassie a livelli estremamente piccoli. La disponibilità di immagini ad alta risoluzione come quelle nell’Osservatorio Meridionale Europeo farà luce sui processi fisici che governano l’evoluzione delle galassie entro un ambiente gruppo.