Io ne ho viste cose, che voi umani non potreste immaginarvi…

di Andrea Bertocco

Così citava l’attore Rutger Hauer, nel monologo finale del film capolavoro “Blade Runner”, nei panni del “replicante” Roy Batty, un robot con sembianze umane, prima che esalasse l’ultimo respiro, poichè il suo tempo era giunto al termine. Questo inizio non ha nulla a che fare con un nuovo articolo di fantascienza, ma è solo per mettervi a conoscenza del fatto che anch’io, come Ray Batty, “ho visto cose che voi umani non potreste immaginarvi”!

Non ho di certo visto navi da combattimento in fiamme al largo dei bastioni di Orione (solamente le Star Destroyer imperiali nella saga di Star Wars) e nemmeno i raggi B balenare nel buio alle porte di Thannoiser (a meno che non si possano considerare validi i laser di alcuni concerti dei Pink Floyd, dei Foo Fighters, Pearl Jam o degli Alter Bridge), ma bensì immagini. Tantissime immagini di galassie, riprese da quel gran strumento che è l’Hubble, che presentano bracci distorti, fenomeni di merging ed effetti di lensing gravitazionale che amplificano la luminosità e distorcono l’immagine di una qualche galassia lontana, che sta ben oltre l’oggetto che fa da lente.

Ma le immagini che vado a presentarvi, di questi meravigliosi oggetti, non sono quelle classiche di HST che vediamo nelle riviste, nei libri o nel web, ma sono quelle calibrate che ho personalmente elaborato. Da queste elaborazioni ho ricavato informazioni utili su alcune particolari galassie presenti, per conoscerne meglio le loro caratteristiche fotometriche, morfologiche e fisiche.

In un precedente articolo è stato visto, con le elaborazioni che ho effettuato, come un’insignificante galassia ellittica, presente in un ammasso a z=0.4, abbia rilevato nell’intimità del suo nucleo un “motore centrale” che espelle a gran velocità dei getti collimati di plasma, che si estendono per più di 8500 anni luce. Una sorta di faro cosmico che forse in un futuro lontano, probabilmente quando ci saranno tanti Roy Batty in circolazione o quando nascerà Hari Seldon  (vedi primo articolo di FS), potremmo osservare da vicino.

Fig 1.

Un po’ più vicino alla nostra galassia, a circa 47 milioni di anni luce (z=0,011), ho visto e studiato qualcosa di simile ai raggi B delle famose porte di Tannhäuser. Forse più che raggi B che balenavano nel buio, quando ho elaborato il nucleo della galassia NGC1068, sinceramente mi sembrava di osservare le fiamme dell’inferno Dantesco. Quest’ultima è una galassia Syfert, appartenente alla famiglia degli AGN (Active Galactic Nuclei), dal cui grande e potente buco nero, situato nel nucleo, si espandono dei potenti getti di plasma, come nella galassia precedente. L’unica differenza sta nel fatto che è possibile studiare in dettaglio le parti più interne di NGC1068, essendo molto più vicina al nostro pianeta.  Pertanto, conoscendo il redshift della galassia, le dimensioni angolari delle “fiamme dell’inferno” e la scala immagine della camera di ripresa (ACS), la Fig.2 è risultato finale di ciò che si ottiene con le elaborazioni del filtro a 502 nanometri.

Fig 2.

Sostanzialmente sono riuscito a raggiungere una buona definizione della zona delle “fiamme dell’Inferno” misurando le dimensioni del getto principale, pari a 20 giorni luce, e spingendomi sino stimarne (ovviamente con qualche errore dovuto alla risoluzione) la parte centrale più luminosa un diametro di soli 2 giorni luce. Incredibile!

Ora facciamo un salto nell’iperspazio con il nostro Millennium Falcon imaginario e ci spostiamo a 4,5 miliardi di anni luce dalla Via Lattea.

In mezzo ad alcune centinaia di galassie appartenenti ad un grande ammasso, effettuando le mie elaborazioni in maniera del tutto casuale, mi sono imbattuto nuovamente in uno “strano” oggetto. Si trattava di una galassia che, dal punto di vista del profilo fotometrico e della brillanza superficiale, sembrava una tipica galassia a spirale, tuttavia, proseguendo con le elaborazioni e con lo studio delle leggi empiriche, ho riscontrato un’incongruenza sul rapporto bulge-disco.

Fig.3. Residui che evidenziano tutta una serie formazioni che ricordano dei gusci concentrici

In generale una galassia deve avere un rapporto B/T minore di 0.4, affinché possa essere considerata una spirale, mentre quella in questione presentava un rapporto di B/T pari a 0.8. In seguito avevo effettuato, come contro prova, anche il calcolo per il parametro morfologico T-Type, che risultò uguale a TT=-4.1, tipico delle ellittiche.

A questo punto pareva chiaro che un dubbio si insinuasse  nella mia mente, come accadde anche in quella del cacciatore di “replicanti” Rick Deckard. Non certo se la bellissima Rachael fosse una replicante o meno ma bensì che se la galassia in questione era una ellittica, perché il profilo di brillanza non veniva descritto dalla sola legge empirica del bulge (legge di De Vaucouleurs) ma necessitava anche di quella per i dischi (legge di Freeman)? I risultati non cambiavano nemmeno provando ad interpolare il profilo con la legge empirica di Sersic.

Probabilmente dovevano essere presenti delle perturbazioni, anelli o altre componenti che non permettevano una corretta interpretazione con la sola legge empirica per il nucleo. Come quando nel film il personaggio di Deckard analizzò la foto per ritrovare gli indizi della presenza di un “replicante”, ugualmente io ripresi ad analizzare le immagini della galassia concentrandomi sui residui. Dobbiamo sempre considerare il fatto che l’oggetto del mio studio si trova a 4,5 miliardi di anni luce e presenta una luminosità 10^5 volte meno luminosa della stella più debole che riusciamo ad osservare ad occhio nudo ed è formato da componenti stellari molto arrossate.

La soluzione al problema si presentò nel momento in cui passai ad elaborare i grafici del Piano Angolare (PA) e dell’Ellitticità (E). In questi grafici, nei continui sali-scendi di E, il PA presentava degli intervalli con dei tratti costanti, che facevano quindi pensare a delle zone con degli addensamenti. Con l’analisi dei residui, come si osserva in fig.3., ho riscontrato effettivamente una serie di formazioni che ricordano le Shell Galaxies, cioè quelle particolari galassie circondate da gusci concentrici (shell), osservabili come ad esempio in NGC474 o NGC2634. Nella Fig.4. si possono osservare i residui rispettivamente delle galassie NGC474, NGC2634 e della galassia da me elaborata.

Fig. 4: Residui di NGC474 e NGC2634
Fig. 5: La galassia ellittica con la compagna

Per rendersi conto che le componenti che osserviamo non sono bracci di spirale,   basta osservare la galassia a destra, di Fig.5. appartenente allo stesso ammasso (uguale redshift), dove le spirali sono ben evidenziate, contrastate ed hanno una evidente colorazione blu, tipica delle zone in avvengono rapidi e intensi processi di formazione stellare. Grazie alle elaborazioni effettuate e i risultati ottenuti, la galassia risulta possedere tutte le caratteristiche per essere considerata una ellittica tipo Shell Galaxy con un diametro superiore ai 100000 anni luce (grande quanto la nostra Via Lattea). A livello teorico la formazione di queste Shell Galaxies è probabilmente dovuta a più fusioni e interazioni ravvicinate tra galassie nel corso di miliardi di anni e che alla fine formano queste giganti ellittiche dall’aspetto (estetico) peculiare e SPETTACOLARE!

NGC474
NGC1316

Bene! E ora….diamo la caccia ai “replicanti”! Saliamo ancora una volta a bordo del nostro Millennium Falcon e ci spostiamo solo di qualche milione di anni luce giusto per avere una panoramica completa dell’ammasso CL0024+17. Come Roy e la sua squadra si confondono tra la folla e fanno di tutto per sfuggire al loro destino, anche negli ammassi ci sono dei “replicanti cosmici” difficili da trovare, poiché si confondono tra una miriade di galassie. Tuttavia se il punto debole dei “replicanti” di Blade Runner sono i ricordi di un’infanzia mai vissuta e le ambigue risposte a banali quesiti posti da Deckard, per i “replicanti cosmici” i tratti distintivi risultano essere la loro luce e forma. Infatti, la potente strumentazione di Hubble ce li rivela nelle immagini a largo campo (oggetti di colorazione blu) con forme distorte, ma pressoché simili tra loro.

Fig.6. Versione estetica dell’ammasso CL0024+17 con segnalati i “replicanti”

Le strutture sopra evidenziate ( n°1, 2, 3, 4 e 5) altro non sono che l’immagine di una galassia lontana, che sta ben oltre l’ammasso, replicata “n” volte e amplificata dall’effetto di lente gravitazionale dato dall’enorme massa dell’ammasso stesso. Praticamente la luce proveniente dalla galassia lontana viene distorta e separata dal campo gravitazionale di CL0024+17, producendo così cinque copie di una galassia dall’aspetto insolito. Tre di queste (n°1, 3 e 4) sono fortemente ingrandite, mentre la numero 5 risulta essere la più debole. In ciascuna delle copie sono presenti tutti i dettagli della galassia originale (una spirale con alti livelli di formazione stellare) posta oltre l’ammasso, in particolare alcune di queste risultano capovolte, mentre altre invertono anche la destra con la sinistra, com’è prevedibile dall’effetto lente. Di seguito sono riportate le immagini dei “replicanti” dove sono segnati alcuni punti di riferimento (addensamenti stellari o associazioni HII), che danno meglio l’idea di come sono orientate e distorte.

Fig. 7.: Galassia replicante

Il bicchiere, nella Fig.8., rende bene l’idea di come i raggi luminosi vengano distorti e quali siano le copie dell’oggetto riprodotte grazie alla lente gravitazionale (basta avere un calice da prosecco, tuttavia consiglio vivamente di berne prima il contenuto).

Fig.8. Come ricreare con un bicchiere, un anello di Einstein o immagini multiple di una lente gravitazional

Fig.9. Lensing di una Supernova nell’ammasso MACS j1149,6+2223

Come molti di voi sapranno, le Supernove sono uno degli oggetti astronomici più interessanti da osservare e studiare. Gli astronomi e gli astrofili fanno “festa” quando una di queste compare in una galassia, in quanto la loro presenza, indice del fatto che le stelle di grande massa sono giunte al termine della loro vita (come accade al fantomatico Roy Betty alla fine del film), consente di calcolare la distanza delle galassie sino ad alcuni miliardi di anni luce. Immaginate quindi la “festa” che gli addetti ai lavori possono fare se si dovesse osservare una SN molto lontana riprodotta e ingrandita da una lente gravitazionale. Questo fenomeno è proprio ciò che si è verificato nell’ammasso MACS J1149.6+2223 (z=0.544) posto a 5,3 miliardi di anni luce. In una galassia dell’ammasso sono comparse quattro “immagini copie” di una SN (con effetto a “croce di Eistein”) di colore e luminosità leggermente diversa, dovute probabilmente al diverso mezzo interstellare attraversato dai raggi luminosi della Supernova. Durante le elaborazioni, le quattro immagini con z=1.49 mi hanno consentito di calcolare per l’oggetto una distanza di 8,3 miliardi di anni luce. Ancora più interessante è il fatto che, dopo alcuni mesi, è comparsa una quinta “immagine copia” della SN (in ritardo temporale) altamente arrossata,  probabilmente per il fatto che ha attraversato una zona del mezzo interstellare con una forte presenza di polveri. Inoltre la suddetta “copia” risulta essere in un’altra posizione e in ritardo temporale, in quanto potrebbe aver seguito un percorso diverso, deviato dalla presenza di altri oggetti dell’ammasso o da qualche altra massa incontrata lungo il “cammino”. In pratica le lenti gravitazionali, oltre a mostrarci ciò che sta dall’altra parte della massa che fa da lente, ci consentono di ricavare informazioni del mezzo interstellare e dato che i percorsi delle immagini riprodotte sono diversi, la luminosità è diversa e a volte ci sono anche dei ritardi temporali nella comparsa di ulteriori copie dell’oggetto originale.

Ebbene, eccoci arrivati alla fine (finalmente!…dirà qualcuno…), ma è indiscutibilmente vero che…io ne ho viste cose che voi umani non potreste immaginarvi….e vi assicuro che quelle che vi ho descritto non sono che una piccola parte di ciò che ho elaborato e che ho trovato nelle immagini di Hubble. Di “Replicanti”, “Mostri” e recentemente anche “Dei” cosmici (vedi articoli di Ale su Thor) ce ne sono a bizzeffe nel nostro meraviglioso Universo. L’importante è procedere sempre con una minuziosa e paziente ricerca in stile Rick Deckard, in modo da trovare quanti più Roy Batty possibili, e se nel mezzo appare una meravigliosa bellezza come Rachael, tanto meglio…così al dovere ci aggiungiamo il piacere e ci gustiamo anche l’occhio! Cieli sereni!

«Io ne ho viste cose… che voi umani non potreste immaginarvi…

navi da combattimento in fiamme al largo dei bastioni di Orione…

e ho visto i raggi B… balenare nel buio vicino alle porte di Tannhäuser…

E tutti quei… momenti andranno perduti… nel tempo…

come… lacrime… nella pioggia.

È tempo… di morire…»

Roy Batty

                                                                             

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