Controluce - Figure per descrivere
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L'immagine
Galassia nana con alone gigante
L'immagine inquadra il disco di idrogeno che circonda la galassia nana NGC 3741.
NGC 3741 è una galassia a spirale che si trova nel cielo settentrionale tra le costellazioni dell'Orsa Maggiore e i Cani da caccia, a circa 10 milioni di anni luce di distanza dalla Via Lattea. Il disco galattico, che contiene solo alcuni milioni di stelle (nella nostra Galassia se ne stimano centinaia di miliardi), è visibile al centro dell'immagine come una ristretta regione di colore azzurro.
Attorno al disco di stelle, si estende un immenso disco di gas, visualizzato in falsi colori (rosso, arancione, giallo e bianco) che indicano la densità superficiale del gas.
Si tratta del disco gassoso più grande che si conosca, in proporzione al disco stellare. NGC 3741 ha per questo suscitato l'interesse di astrofisici e cosmologi ed è stata in particolare oggetto di una ricerca condotta da un gruppo di scienziati formato da Gianfranco Gentile (allora alla University of New Mexico), Paolo Salucci (SISSA di Trieste), Uli Klein (Universitaet Bonn) e Gian Luigi Granato (Osservatorio Astronomico di Padova). In questo studio, dalla densità e dalla velocità dei gas che compongono il disco gli autori hanno ricostruito il profilo del gigantesco alone di materia oscura che occorre ipotizzare per rendere conto della cinematica dei gas.
La materia oscura (Dark Matter) è così chiamata perché non è osservabile con gli strumenti con cui rileviamo la radiazione elettromagnetica. Attualmente è considerato il più cospicuo componente del cosmo ed è stata ipotizzata già nel 1933, da Fritz Zwicky, al California Institute of Technology, per fare tornare i conti sulla velocità di rotazione di alcune galassie dell'ammasso della Chioma (Abell 1656).
Attualmente, esistono varie versioni in cui la teoria è stata proposta e messa alla prova (delle osservazioni astrofisiche e delle simulazioni cosmologiche), la più accreditata delle quali è la teoria della
materia oscura fredda (CDM), secondo la quale le particelle che costituiscono questa misteriosa materia, oltre che non luminose, sarebbero anche molto lente. In NGC 3741 la materia oscura appare però distribuita come
una sfera a densità costante, fatto che contrasta con il comportamento previsto dalla CDM.
La tecnica
Fotografia astronomica in multifrequenza (WSRT, Palomar)
L'immagine risulta dalla sovrapposizione di due diversi insiemi di dati, i primi raccolti a lunghezze d'onda radio, i secondi alle lunghezze del visibile.
Le osservazioni sulle lunghezze radio sono state fatte al Westerbork Synthesis Radio Telescope (WSRT). Situato a Midden-Drenthe nell'Olanda nord orientale, il WSRT è costituito da 14 antenne radio, ciascuna di 25 metri di diametro, disposte lungo una schiera parzialmente modificabile che occupa una striscia di terreno lunga 1,4 km.
L' immagine radioastronomica mostra in falsi colori il gigantesco disco di idrogeno che circonda la galassia. I dati radioastronomici da cui è ricavata l'immagine si riferiscono all'emissione sulla riga dei 21 cm dello spettro delle
onde elettromagnetiche (corrispondente alla frequenza di 1420.4 MHz),
sulla quale emette soprattutto l’idrogeno atomico.
Come per le altre bande dello spettro, alle diverse frequenze delle onde radio corrisponde infatti con precisione l’emissione caratteristica di diversi elementi. Sintonizzandosi
sulle opportune frequenze, i radiotelescopi mappano ampie zone del
cielo definendo la distribuzione delle emissioni dei rispettivi
elementi.
Oltre alla densità dei gas, le misure spettroscopiche effettuate dai radiotelescopi permettono anche di valutare le velocità degli spostamenti delle nubi che ruotano nello spazio attorno alle galassie e di ricavare così preziose informazioni sulla cinematica di queste immense strutture.
L'immagine nel visibile è quella che fa da sfondo e in cui, assieme ad alcune altri corpi celesti, si vede il disco galattico spiraliforme di NGC 3741. Questi dati osservativi vengono da immagini di archivio realizzate al Palomar Observatory nella San Diego County, in California.
Cos'e' controluce
Controluce è una raccolta di immagini scientifiche provenienti dai laboratori di ricerca.
La scienza procede per modelli e anche per immagini. L'osservazione dei fenomeni, gli esperimenti di laboratorio, l'intuizione matematica, le simulazioni al computer utilizzano in molti casi la sintesi e la capacità evocativa di un'immagine. Sopratutto, le immagini sono un irrinunciablile ingrediente della comunicazione della scienza, sia interna che esterna a una certa disciplina.
Le immagini di Controluce vengono scelte e descritte da Ulisse con un lavoro di confronto e di dialogo con gli scienziati che le hanno prodotte. Si tratta di immagini che nascono direttamente dall'attività di ricerca, ma che hanno un alto potenziale comunicativo anche per un pubblico più ampio.
