Capitolo 5
Cosmologia
Nebulose Planetarie d'intracluster
C
inquant'anni fa
Fritz Zwicky
scoprì un eccesso di luce tra le galassie dell'
ammasso di Coma
. Questa luminosità intracluster è estremamente debole, appena più brillante di quella del cielo notturno. Per molto tempo la sua natura è rimasta sconosciuta, ma lo sviluppo di moderna strumentazione e di telescopi di crescente apertura offre nuove opportunità d'indagine.
In particolare, utilizzando camere CCD a grande campo (30'×30') operanti al
telescopio di 2.2m
di diametro a
La Silla
(Cile) e più recentemente al telescopio di nuova generazione
Subaru
di 8m di diametro, operante alle Hawaii, un gruppo di ricercatori dell'OAC ha ottenuto immagini di una profondità senza precedenti in alcune aree "vuote", ossia prive di galassie, dell'
ammasso della Vergine
. Utilizzando tecniche particolari è stato possibile identificare, tra le molte migliaia di stelle deboli della Via Lattea e tra le galassie di sfondo, un piccolo numero di Nebulose Planetarie (PNe) "apolidi", che non cioè appartengono ad alcuna galassia in particolare e che sono dunque membri isolati dell'ammasso della Vergine.
Nella Galassia le Nebulose Planetarie - stelle nell'ultima fase dell'evoluzione, nella quale espellono gli strati esterni in un volume di circa 1 anno-luce di diametro - possono essere osservate in grande dettaglio e fornisco splendide e suggestive immagini. Alla distanza della Vergine, invece, esse appaiono puntiformi e possono essere identificate solo perché concentrano una gran parte della loro luce in due righe verdi dello spettro dell'ossigeno. E anche così esse appaiono estremamente deboli: l'energia ricevuta nelle righe dell'OIII corrisponde a quella di una lampadina di 60 Watt vista a 10 milioni di km di distanza, circa 20 volte quella della Luna. Nel caso delle osservazioni ottenute al telescopio Subaru, l'enorme potere collettivo dato dalle notevoli dimensioni dello specchio, ha permesso di rendere tale ricerca molto più efficiente, utilizzando l'informazione proveniente da diverse regioni dello spettro di emissione di tali oggetti, in particolare studiando l'emissione delle righe Ha con opportuni filtri a banda stretta ("
narrow-band
"). Le PN di intracluster scoperte nell'ammasso della Vergine hanno una
distribuzione altamente disomogenea
.
Quale può essere l'origine di queste stelle apolidi ? L'interpretazione che oggi appare più probabile è che siano state perse in violente interazioni tra le galassie ("
harassment
") al momento della formazione dell'ammasso, quando le galassie erano molto più vicine l'una all'altra. Per verificare tale possibilità, il gruppo di ricerca di questo osservatorio ha effettuato uno studio teorico basato su simulazioni cosmologiche ad alta risoluzione di formazione ed evoluzione di un Ammasso di galassie simile a quello della Vergine. In queste
simulazioni ad N-corpi
è stata individuata e seguita per la prima volta l'evoluzione di una popolazione stellare diffusa nello spazio d'intracluster. Di tale popolazione sono state studiate le proprietà delle loro velocità (mediante caratterizzazione delle distribuzioni di velocità) e della loro distribuzione nel volume occupato dall'ammasso. In questo modo s'è dimostrato che queste stelle, una volta abbandonate le proprie galassie d'origine, tendono a sopravvivere in strutture più o meno filamentose per diverse centinaia di milioni di anni, prima di essere distribuite uniformemente nell'ammasso a causa dei loro moti nello spazio governati dal potenziale gravitazionale dello stesso ammasso. Il confronto con i dati reali ha mostrato che i cataloghi di candidati finora estratti nella Vergine hanno un grado di raggruppamento ("
clustering
") compatibile con una popolazione stellare diffusa originatasi circa 1 miliardo d'anni fa a seguito di eventi di harassment.
Un quadro comparativo ancora più coerente sarà possibile quando si possederanno un numero statisticamente significativo di velocità radiali di tali oggetti. Per alcuni di questi si sono già ottenuti gli spettri, da cui si può ricavare la loro velocità radiale. Nuove campagne osservative sono invece in programma ed in via di svolgimento utilizzando i telescopi di nuova generazione come il
VLT
fine di ottenere informazioni ulteriori sull'origine dei misteriosi astri "senza fissa dimora" da confrontare con le previsioni dei modelli ad N-corpi.
