Gli astronomi hanno svelato una mappa tridimensionale senza precedenti dettagliata dell’universo primordiale, rivelando una vasta rete di debole luce e gas tra le galassie che era rimasta in gran parte invisibile nelle indagini precedenti. Questa svolta, ottenuta utilizzando i dati dell’Hobby-Eberly Telescope Dark Energy Experiment (HETDEX), offre una nuova prospettiva sul periodo di formazione dell’universo, noto come “mezzogiorno cosmico”, quando la formazione stellare raggiunse il picco circa 9-11 miliardi di anni fa.
Mappatura del “Mare di Luce”
La mappa non mostra solo le galassie – le luminose “città” del cosmo – ma anche il bagliore diffuso dell’idrogeno gassoso e delle galassie più piccole e fioche che si trovano negli spazi tra di loro. Ciò è significativo perché le indagini precedenti si concentravano in gran parte sulla catalogazione di singole galassie luminose, mancando una componente critica della struttura primordiale dell’universo. Come ha spiegato l’autrice principale Maja Lujan Niemeyer, “C’è un intero mare di luce nelle zone apparentemente vuote in mezzo.”
Questo “mare di luce” è creato dalla radiazione Lyman-alfa, emessa quando gli atomi di idrogeno vengono energizzati da stelle giovani e calde. È una firma caratteristica di un’intensa formazione stellare, che lo rende un indicatore chiave dell’attività galattica durante questa epoca cruciale. Il coautore dello studio, Robin Ciardullo, osserva che questa tecnica ha permesso loro di localizzare deboli galassie e nubi di gas precedentemente sconosciute.
Mappatura dell’intensità delle linee: un nuovo approccio alla cartografia cosmica
I ricercatori hanno utilizzato una tecnica chiamata Line Intensity Mapping (LIM) per creare la mappa. A differenza dei metodi tradizionali che identificano le galassie una per una, LIM misura la luce combinata proveniente dalla lunghezza d’onda Lyman-alfa dell’idrogeno attraverso vaste regioni del cielo. Ciò consente loro di tracciare non solo le galassie luminose ma anche il gas diffuso che le circonda e le collega, risultando in una “mappa termica” dell’illuminazione cosmica.
La mappa è stata costruita a partire da un enorme set di dati di oltre 600 milioni di spettri raccolti da HETDEX, originariamente progettato per misurare l’espansione dell’universo e indagare sull’energia oscura. Riutilizzando questo archivio e sfruttando i supercomputer con programmazione personalizzata, il team ha ricostruito una vista 3D della distribuzione dell’idrogeno attraverso un enorme volume cosmico. La gravità fa sì che la materia si accumuli, quindi il team ha utilizzato le posizioni delle galassie conosciute per interpretare il bagliore di fondo più debole, rivelando strutture precedentemente non rilevabili.
Implicazioni per comprendere la formazione delle galassie
Mappando l’idrogeno durante l’era di formazione stellare più attiva dell’universo, gli astronomi ora hanno un quadro più chiaro di come le galassie raccolgono gas, formano stelle e si assemblano nelle strutture su larga scala che osserviamo oggi. La ricerca suggerisce che le future indagini cosmiche potrebbero fare sempre più affidamento sulla mappatura dell’intensità per rivelare non solo gli oggetti più luminosi dell’universo ma l’intera struttura luminosa che li lega insieme.
Secondo il coautore Caryl Gronwall, questo studio segna un entusiasmante primo passo nell’utilizzo della mappatura dell’intensità per comprendere la formazione e l’evoluzione delle galassie. La combinazione di telescopi avanzati come il telescopio Hobby-Eberly con nuovi strumenti complementari sta aprendo la strada a un’età dell’oro della mappatura cosmica, promettendo approfondimenti sulle origini e sull’evoluzione dell’universo.
