Il gas di ammassi di galassie più antichi e caldi potrebbe cambiare i nostri modelli cosmologici

La nube rovente di gas intrecciata tra gli ammassi di galassie è cinque volte più calda di quanto prevedono i modelli attuali, evidenziando lacune nei nostri modelli di formazione degli ammassi di galassie.

Un team internazionale di astronomi guidato da ricercatori canadesi ha scoperto qualcosa che l’universo non avrebbe dovuto avere: un ammasso di galassie che brucia di gas caldo appena 1,4 miliardi di anni dopo il Big Bang, molto prima e più caldo di quanto la teoria preveda.

Il risultato, pubblicato oggi su Nature, potrebbe sconvolgere i modelli attuali sulla formazione degli ammassi di galassie, che prevedono che tali temperature si verificheranno solo in ammassi di galassie più maturi e stabili nelle fasi successive della vita dell’universo.

“Non ci aspettavamo di vedere un’atmosfera così calda così presto nella storia cosmica”, ha dichiarato l’autore principale Dazhi Zhou, dottorando nel dipartimento di fisica e astronomia dell’UBC.

“In realtà, all’inizio ero scettico riguardo al segnale perché era troppo forte per essere reale. Ma dopo mesi di verifica, abbiamo confermato che questo gas è almeno cinque volte più caldo del previsto, e persino più caldo ed energetico di quanto troviamo in molti cluster attuali.”

“Questo ci dice che qualcosa nell’universo primordiale, probabilmente tre buchi neri supermassivi recentemente scoperti nell’ammasso, stava già pompando enormi quantità di energia nell’ambiente circostante e modellando il giovane ammasso, molto prima e in modo più forte di quanto pensassimo”, ha detto il coautore Dr. Scott Chapman, professore alla Dalhousie University che ha condotto la ricerca mentre era al National Research Council of Canada (NRC)

Guardando indietro nel tempo di circa 12 miliardi di anni, i ricercatori si sono concentrati su un ‘giovane’ ammasso galattico chiamato SPT2349-56.

Per farlo, il team di ricerca ha utilizzato un gruppo di radiotelescopi chiamato Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), che include strumenti progettati, costruiti e testati dalla NRC.

Questo ammasso neonatale è enorme per la sua relativa giovinezza, con un nucleo che misura circa 500.000 anni luce di diametro, paragonabile alla dimensione dell’aureola che circonda la Via Lattea

. Contiene più di 30 galassie attive e forma stelle più di 5.000 volte più velocemente della nostra galassia, tutto in una regione molto compatta.

Il team di ricerca si è concentrato su uno strumento cosmologico chiamato effetto Sunyaev-Zeldovich, che può aiutare gli scienziati a determinare l’energia termica del mezzo intraampacificato: il gas presente tra le galassie di un dato ammasso.

“Comprendere gli ammassi di galassie è la chiave per comprendere le galassie più grandi dell’universo”, ha detto il dottor Chapman, che è anche professore affiliato all’UBC.

“Queste galassie massicce risiedono principalmente in ammassi, e la loro evoluzione è fortemente influenzata dall’ambiente molto intenso degli ammassi mentre si formano, incluso il mezzo intraampacificato.”

I modelli attuali suggeriscono che i massicci serbatoi di gas che formano il mezzo intraammasso vengano raccolti e poi riscaldati dalle interazioni gravitazionali mentre un ammasso di galassie immaturo e instabile matura e collassa verso l’interno fino a uno stato stabile.

La nuova scoperta suggerisce che questa nascita è più esplosiva e che gli scienziati potrebbero dover ripensare la sequenza e la velocità dell’evoluzione degli ammassi di galassie.

I ricercatori ora vogliono indagare come tutti i pezzi si incastrino.

“Vogliamo capire come interagiscano la formazione stellare intensa, i buchi neri attivi e questa atmosfera surriscaldata, e cosa ci dice su come sono stati costruiti gli attuali ammassi di galassie,” ha detto Zhou.

“Come può tutto questo accadere contemporaneamente in un sistema così giovane e compatto?”

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