Giu 8

Catalogate più di 3 milioni di sorgenti nell’ammasso della Fornace

La “survey” FDS (Fornax Deep Survey) è un ambizioso progetto di osservazione e mappatura del sistema di galassie della Fornace, eseguito con il telescopio VLT-Survey-Telescope (VST) dell’ESO (European Southern Observatory) in Cile. La ricerca copre un’ampia area centrata sulla galassia NGC1399, una delle galassie più brillanti dell’ammasso, successivamente estesa anche in direzione sud-ovest verso la galassia NGC1316 e il sotto-sistema Fornace-A.

Parte centrale  dell’ammasso della Fornace visto da VST: in basso a destra si nota la galassia barrata NGC1365; sulla sinistra la galassia ellittica gigante NGC1399. Crediti: ESO/Aniello Grado e Luca Limatola.

Dopo un’accurata elaborazione e analisi dei dati, il team internazionale guidato da Michele Cantiello, ricercatore dell’INAF-OA Abruzzo, di cui fanno parte anche Gabriella Raimondo e Massimo Quintini (OA Abruzzo), ha recentemente pubblicato un nuovo catalogo che contiene più di 3.1 milioni di sorgenti identificate in un’area di cielo di 27 gradi quadri che si estende sino a NGC1316, di cui più di 1.7 milioni comprese in una regione attorno a NGC1399, di area 21 gradi quadri. L’articolo scientifico di presentazione del catalogo e di alcuni studi preliminari condotti grazie ad esso è in via di pubblicazione sulla rivista internazionale Astronomy & Astrophysics (vai all’articolo in Inglese).

L’ammasso della Fornace è un raggruppamento ricco di galassie situato a circa 62 milioni di anni luce dalla Terra, all’esterno del Gruppo Locale: entro una distanza di 100 milioni di anni luce è -per grandezza- secondo solo all’ammasso di galassie della Vergine. La campagna osservativa FDS copre la quasi totalità dell’ammasso, una regione di cielo corrispondente ad oltre 100 volte le dimensioni angolari del disco lunare, con risoluzione e profondità tali da rappresentare la mappatura più estesa ed accurata finora eseguita, ideale per identificare il maggior numero di sorgenti poco luminose, sia all’interno che all’esterno delle singole galassie.

Nel catalogo FDS si trovano varie tipologie di sorgenti identificate: tra le più interessanti vi sono gli ammassi globulari, appartenenti a Fornace, ma anche centinaia di migliaia di galassie lontane, non appartenenti all’ammasso, e di stelle della via Lattea. Per ciascuna sorgente sono state misurate posizione in cielo e magnitudine nelle bande fotometriche u-g-r-i del sistema fotometrico Sloan. Inoltre, la possibilità di combinare immagini in filtri diversi (multibanda) ha reso possibile effettuare anche una dettagliata caratterizzazione morfologica delle sorgenti, ovvero derivarne le proprietà morfo-metriche, quali estensione, raggio effettivo, grado di concentrazione delle stelle, ed elongazione.

Mappa di densita’ degli ammassi globulari intorno ad NGC1399. Le frecce azzurre indicano le strutture filamentose di ammassi globulari scoperte o confermate dallo studio.

Lo studio si è focalizzato sul sistema di ammassi globulari -raggruppamenti di stelle con proprietà relativamente omogenee- presenti in Fornace, sia all’interno delle singole galassie, sia nello spazio “inter-galattico”, tra una galassia e l’altra. In astrofisica, gli ammassi globulari hanno un ruolo molto importante nello studio dell’evoluzione di una galassia e del suo ambiente ospite. Essi sono fra le strutture più antiche presenti nell’universo: come i fossili per un paleontologo, gli ammassi globulari sono essenziali per gli astronomi per ricostruire la storia del cosmo. Nel caso degli ammassi globulari in Fornace, lo studio ha confermato e fornito nuovi dettagli su alcune loro proprietà. Oltre a confermare l’esistenza di una ricca popolazione di ammassi globulari inter-galattici, non legati ad una specifica galassia ma all’intero sistema e concentrati maggiormente verso la parte centrale, attorno a NGC1399, sono state scoperte alcune strutture filamentose relativamente ricche di ammassi globulari, che si estendono per diversi milioni di anni luce attraverso Fornace. Tali filamenti, detti “stream”, si ritiene siano residui di eventi di forte interazione gravitazionale tra le varie galassie dell’ammasso, avvenuti nel corso di miliardi di anni. La scoperta di queste strutture ha avviato nuovi studi, finalizzati a caratterizzarne con maggior dettaglio le proprietà e scoprirne la reale origine.

Da sinistra: tre immagini (in tre filtri diversi) della galassia a spirale FCCB1532, posta sullo sfondo di Fornace, distante circa 600 milioni di anni luce. L’ultima immagine a destra è il risultato della combinazione delle singole immagini di migliore qualita’, utilizzate per identificarne gli ammassi globulari.

Le immagini profonde hanno rivelato molto altro. Infatti, oltre ad oggetti appartenenti al sistema Fornace, sono state catalogate anche numerose galassie e sistemi luminosi di sfondo, cioè visibili nella stessa direzione dell’ammasso, ma esterni ad esso e più lontani. L’elevata risoluzione delle immagini VST ha consentito di determinarne le proprietà strutturali e di studiare le popolazioni di stelle in esse contenute, così come di scoprire sorgenti astrofisiche rare, come le “lenti gravitazionali”, concentrati di materia -per lo più oscura- frapposta tra l’osservatore e oggetti astronomici molto remoti. Come previsto dalla relatività generale di Einstein, questa materia distorce la luce proveniente dagli oggetti remoti, con effetti analoghi a quelli di una lente, producendo in alcuni casi un “ingrandimento” o addirittura immagini multiple della sorgente remota.

Il catalogo FDS, completo sino a basse luminosità e reso disponibile alla comunità scientifica attraverso i portali dell’OAAb [fdscat.oa-abruzzo.inaf.it], rappresenta uno strumento prezioso per gli astronomi, essendo la base per nuovi studi volti a comprendere la formazione ed evoluzione delle galassie dal Big Bang ad oggi, anche in relazione all’ambiente in cui si trovano. Inoltre, fornisce un “laboratorio” naturale per analizzare gli effetti gravitazionali che si manifestano tra galassie, nonché le leggi che regolano la formazione di sistemi di galassie così complessi.

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