Un team internazionale di astronomi guidato da Luca Di Mascolo e comprendente molti altri ricercatori dell'Università di Trieste ha osservato l'esistenza di una grande riserva di gas caldo all'interno di un ammasso di galassie durante le sue prima fasi di formazione. Lo studio è stato recentemente pubblicato su Nature.

Gli ammassi di galassie sono le più grandi strutture gravitazionalmente legate che possiamo osservare nel nostro Universo. Nonostante siano stati ampiamente studiati, non avevamo ancora una prospettiva osservativa sui primi momenti di formazione del cosiddetto "intracluster medium" (ICM), quell’alone di gas caldo che permea lo spazio tra le galassie dell'ammasso e che costituisce la maggior parte del contenuto di materia ordinaria di un ammasso di galassie. Tuttavia, la caratterizzazione dei primi attimi di formazione dell’ICM sarà cruciale per comprendere l’evoluzione delle più grandi strutture dell'Universo.

Per questo motivo, Di Mascolo e il suo team hanno utilizzato l'Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array (ALMA) per osservare il protoammasso Spiderweb, un lontano ammasso di galassie ancora in fase di formazione. Situato in un'epoca in cui l'Universo aveva solo 3 miliardi di anni, il protoammasso Spiderweb è fra i protoammassi studiati più estensivamente. Tuttavia, non è mai stato possibile confermare la presenza dell'ICM. L'impareggiabile sensibilità di ALMA ha permesso al team di Di Mascolo di misurare il debole segnale dovuto al cosiddetto effetto Sunyaev-Zeldovich (SZ) termico. Questo effetto è causato dall'interazione della luce dalla radiazione cosmica di fondo - la radiazione fossile del Big Bang - con gli elettroni in rapido movimento nell'ICM. "Alle giuste lunghezze d'onda, l'effetto SZ appare come un'ombra di un ammasso di galassie sulla radiazione cosmica di fondo", spiega Di Mascolo. Ed è misurando queste ombre che gli astronomi possono quindi dedurre l'esistenza del gas caldo e studiarne le proprietà fisiche.

L'identificazione del segnale SZ in direzione del protoammasso Spiderweb indica che il sistema ha già avuto il tempo di assemblare una massiccia riserva di gas, rendendolo a tutti gli effetti un progenitore di ammasso di galassie, colto nelle primissime fasi della sua evoluzione.

“Questo studio, uno dei risultati principali ottenuti dal progetto ERC a cui stiamo lavorando, ci permette di capire l’ambiente in cui il protoammasso si sta formando. In un certo senso stiamo osservando il nido della Spiderweb galaxy”, spiega Alex Saro, il ricercatore che ha ideato, proposto e gestito le osservazioni del protoammasso Spiderweb eseguite da ALMA.