Una porzione del campo GOODS-North (NASA, ESA, P. Oesch, M. Montes)

La storia dell’universo per immagini

Il telescopio spaziale Hubble è stato usato per produrre due viste ultraprofonde del cielo, all’interno delle quali appaiono decine di migliaia di galassie, in una composizione temporale e spaziale che copre almeno undici miliardi di anni di storia evolutiva dell’universo

Hubble è l’unico telescopio spaziale attualmente in uso in grado di produrre viste profonde del cielo nell’ultravioletto. Poiché non è prevista per il prossimo futuro la messa in orbita di un telescopio spaziale con capacità analoghe, era diventato imperativo usare Hubble per compiere osservazioni profonde in questa banda dello spettro, da lasciare in eredità alla comunità scientifica, in vista della loro integrazione con le osservazioni che saranno compiute in futuro da altri telescopi spaziali in altre bande dello spettro elettromagnetico. Il prossimo grande osservatorio spaziale della NASA, il James Webb Space Telescope (JWST), il cui lancio è slittato al 2021, opererà infatti esclusivamente nelle lunghezze d’onda dell’infrarosso.

Per rispondere a questa esigenza di completezza, è stata eseguita una lunga serie di osservazioni all’interno di un progetto chiamato Hubble Deep UV Legacy Survey o, più brevemente, **HDUV. Le osservazioni, che hanno richiesto in totale 132 orbite e 42 visite indipendenti da parte di Hubble, si sono svolte tra novembre 2014 e novembre 2015. Il telescopio spaziale è stato puntato su due campi, uno nella costellazione dell’Orsa Maggiore, chiamato GOODS-North, e l’altro nella costellazione della Fornace, chiamato GOODS-South* (GOODS è l’acronimo di Great Observatories Origins Deep Survey*).

Le aree coperte dai due campi GOODS-S e GOODS-N, rispettivamente nella costellazione della Fornace e in quella dell’Orsa Maggiore (P. A. Oesch et al 2018 ApJS 237 12)

Le due aree coprono complessivamente circa 100 minuti d’arco quadrati. Tranne pochissime stelle della Via Lattea, tutti gli oggetti che appaiono al loro interno sono galassie, poste alle più diverse distanza dalla Terra. Per avere un termine di paragone, occorre pensare che il diametro angolare medio della Luna vista dalla Terra è di 31 minuti d’arco, il che significa che il nostro satellite copre un’area di cielo maggiore di 750 minuti d’arco quadrati. Le decine di migliaia di galassie visibili nei due campi ripresi da Hubble sono dunque tutte raccolte in una frazione dell’area coperta dalla Luna. Per di più, le immagini pubblicate in questa pagina sono solo ritagli, larghi ciascuno meno della metà delle due viste totali prodotte da Hubble!

Le immagini finali dei due campi GOODS Nord e Sud sono state assemblate usando le osservazioni compiute dagli strumenti ACS e WFC3 di Hubble, con diversi filtri che vanno dall’ultravioletto al vicino infrarosso. In questo modo i ricercatori hanno potuto ottenere la migliore rappresentazione della popolazione di galassie visibile nei due campi, soprattutto per quanto riguarda la capacità di formare nuove stelle.

Le galassie in cui c’è una vivace attività di formazione stellare emettono, infatti, grandi quantità di radiazione ultravioletta, ma, più esse sono distanti e antiche, più la loro luce ci giunge virata verso lunghezze d’onda maggiori, a causa dell’intervenuta (e perdurante) espansione dell’universo. In conseguenza dell’aumento della lunghezza d’onda della luce con il crescere della distanza, le galassie più lontane, anche quelle in cui c’è una violenta attività di formazione stellare, possono essere osservate solo nell’infrarosso. Tenendo conto dell’incidenza di questo fattore, gli autori della ricerca hanno stimato che, delle circa 15.000 galassie visibili nel solo campo GOODS Sud, almeno 12.000 sono interessate da un’attiva formazione stellare.

Per la loro capacità di collegare in modo coerente diverse epoche della storia evolutiva dell’universo a partire da 11 miliardi di anni fa in poi, i due campi ultraprofondi ripresi da Hubble nel corso del progetto HDUV rappresentano un’eredità preziosa, che questo grande telescopio spaziale lascia alla comunità scientifica: un lascito in grado di alimentare per anni le ricerche sull’evoluzione galattica e la formazione stellare.

Una porzione del campo GOODS-North (NASA, ESA, P. Oesch, M. Montes)

Una porzione del campo GOODS-North (NASA, ESA, P. Oesch, M. Montes)

Una porzione del campo GOODS-North (NASA, ESA, P. Oesch, M. Montes)

Una porzione del campo GOODS-South (NASA, ESA, P. Oesch, M. Montes)

Una porzione del campo GOODS-South (NASA, ESA, P. Oesch, M. Montes)

Una porzione del campo GOODS-South (NASA, ESA, P. Oesch, M. Montes)

Una porzione del campo GOODS-South (NASA, ESA, P. Oesch, M. Montes)

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