Nell’Universo locale, i grandi ammassi di galassie sono immersi in gigantesche e dense “atmosfere” di gas caldissimo, a temperature di decine di milioni di kelvin, noto come mezzo intra-ammasso (in inglese intracluster medium, da cui ICM). Al contrario, guardando all’Universo più lontano e antico, i telescopi hanno finora rilevato quasi sempre soltanto la componente di gas freddo. Oggi, uno studio pubblicato sulla rivista Astronomy & Astrophysics svela, per la prima volta e con chiarezza, il momento esatto in cui questa imponente atmosfera calda comincia a formarsi, quando l’Universo aveva appena una frazione della sua età attuale.La scoperta è stata ottenuta analizzando ben 634 mila secondi (circa 180 ore) di dati del telescopio spaziale a raggi X Chandra della NASA. Il lavoro di ricerca – guidato da Andrea Travascio ricercatore presso l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e da Sebastiano Cantalupo, professore di astrofisica all’Università di Milano-Bicocca – ha permesso di identificare una struttura di gas ad altissima temperatura e densità che si estende fino a circa 100 mila anni luce attorno a un quasar, ovvero il nucleo molto luminoso e attivo di una galassia lontanissima, posizionato al centro del gigantesco protoammasso MQN01, un agglomerato di galassie ancora in fase di formazione risalente a quando l’Universo aveva circa 2 miliardi di anni.Il ricercatore, che ha condotto la ricerca come post-doc all’Università di Milano-Bicocca, spiega: “La domanda scientifica centrale è capire come si formi questa fase calda: quali siano le condizioni fisiche del gas durante la sua formazione e quali processi contribuiscano al suo riscaldamento”. I dati “mostrano proprietà del gas straordinarie che potrebbero darci le prime informazioni su come si è formata questa fase calda del mezzo circumgalattico, che oggi vediamo sotto forma di mezzo intra-ammasso”.Fino a oggi, le rarissime emissioni X estese individuate a tali distanze erano associate a galassie attive (active galactic nuclei o AGN) “radio-forti”, in cui la radiazione X è prodotta da getti di particelle che viaggiano a velocità prossime a quella della luce. Il quasar al centro di MQN01 è invece radio-quiet (silenzioso nello spettro radio), il che esclude contaminazioni dovute a getti.“Siamo di fronte a una delle più lontane rilevazioni di emissione X termica estesa associata alla formazione di gas caldo in regioni dense dell’Universo, che probabilmente evolverà nel conosciuto ICM locale”, aggiunge Cantalupo, che guida il gruppo di ricerca “Cosmic Web” che ha prodotto questo lavoro. “Pensiamo di aver identificato una fase di vita in cui il gas freddo precipita verso il potenziale gravitazionale di questo alone massiccio e si scalda per effetto di shock gravitazionali, raggiungendo temperature di circa 20 milioni di kelvin. Le densità e le pressioni che abbiamo misurato sono elevate: da uno a due ordini di grandezza superiori rispetto a quelle degli ammassi del nostro Universo locale”.A rendere possibile il risultato è stata un’intuizione metodologica di Travascio. “Mi è venuta la curiosità di applicare a questi lontanissimi e iperluminosi quasar dell’Universo primordiale un metodo di analisi solitamente riservato alle galassie di Seyfert, che ospitano i buchi neri attivi dell’Universo locale”, racconta. La sfida è stata quindi isolare la flebile luce diffusa del gas dall’accecante bagliore del buco nero centrale.“All’inizio eravamo noi stessi estremamente scettici”, confessa Travascio. “Vista l’eccezionalità del dato, abbiamo setacciato ogni spiegazione alternativa: dai deflussi artificiali alle contaminazioni strumentali o ad altri effetti insospettati. Ma ogni scenario alternativo si è scontrato con limiti teorici insuperabili. La spiegazione termica è l’unica coerente con i dati fisici”. E aggiunge: “Considerando quanto il risultato fosse peculiare e tenendo conto anche delle difficoltà tecniche di Chandra nelle ultime fasi della sua missione, il satellite ha dimostrato ancora una volta di essere uno strumento straordinario, capace di produrre risultati scientificamente rilevanti anche dopo decenni di attività”.Travascio e colleghi stanno già analizzando numerosi pacchetti di dati d’archivio relativi a centinaia di altri quasar per capire se questa fase di riscaldamento sia comune ai protoammassi o se MQN01 rappresenti un caso raro. E il futuro dell’indagine è già tracciato: il team ha ottenuto tempo di osservazione con il telescopio ALMA dell’ESO, in Cile, per cercare conferme indipendenti, mentre le risposte definitive sulla distribuzione di questo gas caldo arriveranno dai telescopi spaziali per raggi X di prossima generazione, come AXIS e NewAthena.Questo articolo Universo primordiale: scoperto il “Primo respiro” caldo dei giganti del Cosmo proviene da LaPresse