Le galassie, come la nostra Via Lattea, sono raccolte di miliardi di stelle tenute insieme dalla gravità. A volte le galassie si raggruppano in ammassi contenenti centinaia o addirittura migliaia di galassie. Questi ammassi di galassie sono gli oggetti più grandi dell’Universo tenuti insieme dalla loro stessa gravità e impiegano miliardi di anni per formarsi e cambiare. Se potessimo in qualche modo osservare la loro evoluzione in avanzamento veloce, non avremmo bisogno dei film: le spettacolari interazioni tra le galassie ci terrebbero incantati. Ma c’è un modo in cui possiamo leggere le storie della storia degli ammassi di galassie: il nostro narratore cosmico è la popolazione di stelle che sono state strappate dalle loro galassie madri e sparse negli spazi tra le galassie nell’ammasso. Queste stelle emettono un bagliore chiamato luce intracluster, che è almeno 1000 volte più debole del cielo notturno più buio che possiamo percepire con i nostri occhi. La luce intracluster è rimasta per lo più nascosta ai telescopi e alle fotocamere esistenti perché è molto debole. Ma con i dati del Legacy Survey of Space and Time dell’Osservatorio Vera C. Rubin, che inizierà nel 2025, gli scienziati saranno in grado di osservare questa luce estremamente debole come mai prima d’ora.
L’Osservatorio Rubin è finanziato congiuntamente dalla National Science Foundation (NSF) e dal Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti (DOE). Rubin è un programma del NOIRLab di NSF e dello SLAC National Accelerator Laboratory, che gestirà congiuntamente Rubin.
Nel corso di milioni di anni, quando le galassie si scontrano e si fondono, la luce intracluster forma un “record fossile” delle interazioni dinamiche che un ammasso di galassie ha sperimentato, offrendo una ricchezza di informazioni sulla storia del sistema dell’ammasso e sulla storia dell’Universo su larga scala.
“Le stelle strappate alle loro galassie finiscono per popolare lo spazio tra le galassie in un ammasso. Queste stelle sono come la polvere rilasciata da un pezzo di gesso quando scriviamo su una lavagna”, afferma Mireia Montes, ricercatrice presso l’Instituto de Astrofísica de Canarias e membro della Rubin/LSST Galaxies Science Collaboration. “Tracciando la polvere di gesso stellare con Rubin, speriamo di essere in grado di leggere le parole sulla lavagna dell’ammasso di galassie”.
Quante stelle di un ammasso di galassie fluttuano effettivamente liberamente, contribuendo al bagliore? Come sono distribuite nel cluster? Le risposte a queste domande non sono ben note, perché fino ad oggi la luce intracluster è stata molto difficile da studiare. “C’è così tanto che non sappiamo sulla luce intracluster“, afferma Montes. “Rubin ci fornirà moltissimi ammassi di galassie che potremo esplorare”.
Oltre a studiare la luce intracluster per trovare indizi sulla storia degli ammassi di galassie, gli scienziati possono anche usarla per ottenere informazioni sulla sfuggente sostanza conosciuta come materia oscura, un materiale invisibile che non emette né riflette la luce e si trova in alte concentrazioni intorno agli ammassi di galassie.
Rubin esplorerà l’intero cielo dell’emisfero meridionale a distanza di poche notti per dieci anni con la più grande fotocamera digitale del mondo, rivelando la luce intracluster che finora gli astronomi sono stati in gran parte in grado di rilevare solo con osservazioni lunghe e mirate di un ammasso di galassie alla volta. tempo. Nel corso della sua indagine decennale, Rubin scatterà milioni di immagini ad alta risoluzione di ammassi di galassie distanti e gli scienziati saranno in grado di mettere insieme queste immagini nelle più grandi immagini a esposizione ultra lunga mai create del cielo dell’emisfero meridionale. Le immagini sovrapposte forniranno agli scienziati più ammassi di galassie con luce intracluster rilevabile in ciascun campo visivo di quanti ne abbiano avuti in totale fino ad oggi. In questo modo, Rubin espanderà il numero di ammassi di galassie che possiamo studiare da una manciata a migliaia, il che consentirà a ricercatori come Montes di analizzare il debole bagliore della luce intracluster nell’Universo.
Dall’evoluzione degli ammassi di galassie alla distribuzione della materia oscura, la luce intracluster contiene importanti indizi su come si è formata la struttura su larga scala dell’Universo. “La luce intracluster può sembrare qualcosa di molto piccolo e insignificante, ma ha molte implicazioni“, afferma Montes. “Completa ciò che già sappiamo e aprirà nuove finestre sulla storia del nostro Universo”.
