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Quante galassie esistono?

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Per centinaia di migliaia di anni, l’umanità ha scrutato il cielo notturno con una domanda in testa: cosa c’è là fuori? C’è la Luna, ovviamente, e poi il Sole. E poiché la nostra visione del cielo notturno è diventata più nitida, abbiamo scoperto anche altri oggetti, come gli altri sette pianeti che orbitano attorno al sole e le loro numerose lune. Abbiamo individuato comete, asteroidi, buchi neri e galassie piene di milioni di stelle. Nelle notti particolarmente buie, si possono individuare i bordi della nostra galassia, la Via Lattea.

Quindi esattamente quante galassie ci sono là fuori? Le stime attuali suggeriscono che potrebbero esserci fino a due trilioni di galassie solo nell’universo osservabile.

Ogni galassia ha il suo insieme unico di caratteristiche. Nel corso di milioni di anni formano gas, polvere, stelle, pianeti e lune. Al centro della maggior parte delle galassie si trova un buco nero supermassiccio, che trascina le stelle vicine.

Il famoso astronomo Edwin Hubble fu il primo a ideare un sistema di classificazione dlle galassie per le loro caratteristiche celesti nel 1926. Secondo la sua classificazione (molto semplificata), ci sono cinque tipi principali di galassie: spirale, spirale barrata (la Via Lattea è una spirale barrata) , lenticolare, ellittica e irregolare.

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Aritmetica intergalattica

cielo nero con le stelle
Una piccola sezione del Great Observatories Origins Deep Survey (GOODS), che combina i dati del telescopio spaziale Hubble, del telescopio spaziale Spitzer e dell’Osservatorio a raggi X Chandra. – NASA, ESA, GOODS TEAM E M. GIAVALISCO (UNIVERSITÀ DEL MASSACHUSETTS, AMHERST)

Solo negli ultimi anni siamo stati in grado di stimare e capire quanto altro c’è nell’universo. Gli scienziati utilizzano telescopi come il telescopio spaziale Hubble in orbita attorno alla Terra, l’Osservatorio a raggi X Chandra e il Very Large Telescope terrestre dell’Osservatorio australe europeo per effettuare indagini e identificare quante galassie si trovano in un pezzo di cielo delle dimensioni di un capocchia di spillo tenuta alla distanza di un braccio.

Ci sono indubbiamente galassie che non riusciamo nemmeno a vedere. Poiché il nostro universo si sta espandendo, alcune galassie estremamente lontane e antiche, che si sono formate poco dopo il Big Bang, si stanno allontanando da noi più velocemente della velocità della luce. È praticamente impossibile individuarle con la tecnologia attuale.

Hubble va in profondità

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Questa immagine, pubblicata nel 2012, è un insieme di immagini scattate dal telescopio spaziale Hubble nel corso di dieci anni. Ci sono oltre 5.500 galassie raffigurate qui. – NASA, ESA, G. ILLINGWORTH, D. MAGEE E P. OESCH (UNIVERSITY OF CALIFORNIA, SANTA CRUZ), R. BOUWENS (LEIDEN UNIVERSITY) E IL TEAM HUDF09

In gran parte dobbiamo ringraziare il telescopio spaziale Hubble per averci dato una visione complessiva del nostro posto nell’universo. Quando non sta inseguendo comete o contando gli anelli planetari, Hubble scatta periodicamente immagini dettagliate di minuscole fette di cielo. Hubble ha pubblicato il primo sondaggio Deep Field nel 1995.

Stavamo cercando di trovare una sorta di area indiscriminata del cielo dove non era stata fatta alcuna osservazione prima“, ha detto Robert Williams, ex direttore dello Space Telescope Science Institute, nel 2016. L’immagine ha rivoluzionato l’astronomia. Da quell’immagine gli astronomi hanno individuato circa 1.500 galassie. Le immagini successive ne hanno rivelate ancora di più.

Ma solo quattro anni dopo, un team di ricercatori dell’Università di Nottingham ha rianalizzato le immagini di Hubble e valutato i dati di altri osservatori, aumentando il conteggio delle nostre galassie in tutto l’universo di un fattore da dieci a due trilioni. Gli astronomi hanno pubblicato i loro nuovi numeri sull’Astrophysical Journal.

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Sconvolge la mente che oltre il 90 per cento delle galassie nell’Universo [osservabile] devono ancora essere studiate“, ha detto all’epoca l’astrofisico Christopher Conselice dell’Università di Nottingham nel Regno Unito. “Chissà quali proprietà interessanti scopriremo quando studieremo queste galassie con le future generazioni di telescopi?

Stime di prossima generazione

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Il telescopio spaziale James Webb. – NASA
In un certo senso, stiamo giocando al gatto e al topo con l’universo. Stiamo cercando di sviluppare strumenti abbastanza potenti da vedere le galassie che si stanno allontanando da noi a velocità vertiginosa. Il James Webb Space Telescope dovrebbe ricevere il testimone da Hubble come principale telescopio spaziale per l’osservazione delle galassie. Questo mese ha raggiunto la sua destinazione, a oltre un milione di chilometri dalla Terra. Da lì, inizierà un’indagine a infrarossi ad alta risoluzione senza precedenti delle galassie che si trovano a circa 50 milioni di anni luce di distanza.
Più di 100 ricercatori internazionali aggiungeranno lo sguardo approfondito di Webb sulla formazione stellare al suo tesoro di immagini radio, visibili e ultraviolette. Insieme, disegneranno un quadro più completo dell’interazione di gas, polvere e fusione termonucleare. “Webb rivelerà la formazione stellare nelle sue primissime fasi, proprio quando il gas collassa per formare stelle e riscalda la polvere circostante“, afferma Janice Lee in un comunicato stampa sulla home page del telescopio Webb. Lee è il capo scienziato del Gemini Observatory presso il NOIRLab della National Science Foundation a Tucson, in Arizona. Il suo laboratorio è membro del programma di indagine multi-lunghezza d’onda noto come PHANGS (Physics at High Angular Resolution in Nearby GalaxieS), una missione cooperativa per condividere dati e accelerare la scoperta.
questa immagine della galassia a spirale ngc 3351 combina le osservazioni di diversi osservatori per rivelare dettagli sulle sue stelle e le osservazioni radio del gas dall'ampio array millimetrosubmillimetrico di atacama mostrano gas molecolare denso in magenta lo strumento esploratore spettroscopico multi-unità del telescopio molto grande mette in evidenza dove si illuminano giovani stelle massicce l'ambiente circostante, evidenziato in rosso le immagini del telescopio spaziale Hubble evidenziano le corsie di polvere in bianco e le stelle di nuova formazione in blu le immagini a infrarossi ad alta risoluzione del telescopio spaziale webb aiuteranno i ricercatori a identificare dove si stanno formando le stelle dietro la polvere e a studiare le prime fasi della formazione stellare in questa galassia
Questa immagine della galassia a spirale NGC 3351 combina le osservazioni di diversi osservatori per rivelare dettagli sulle stelle e sul gas. Le osservazioni radio dell’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) mostrano gas molecolare denso in magenta. Lo strumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) del Very Large Telescope evidenzia dove le giovani stelle massicce illuminano l’ambiente circostante, iniziando in rosso. Le immagini del telescopio spaziale Hubble evidenziano le strisce di polvere in bianco e le stelle di nuova formazione in blu. Le immagini a infrarossi ad alta risoluzione del telescopio spaziale Webb aiuteranno i ricercatori a identificare dove si stanno formando le stelle dietro la polvere e a studiare le prime fasi della formazione stellare in questa galassia. – ISTITUTO DI SCIENZE DEL TELESCOPIO SPAZIALE UFFICIO DI PUBBLICO SENSIBILIZZAZIONE. SCIENZA: NASA, ESA, ESO-CILE, ALMA, NAOJ, NRAO ELABORAZIONE DELLE IMMAGINI: JOSEPH DEPASQUALE (STSCI)
L’osservatorio a infrarossi James Webb è 100 volte più potente di Hubble e avrà la capacità di sondare il cosmo in modo molto più dettagliato, individuando galassie lontane troppo deboli per essere viste da tutte le generazioni precedenti di telescopi. Gli astronomi sperano di vedere le galassie che si sono formate subito dopo il Big Bang, circa 13,5 miliardi di anni fa. Ci darà lo sguardo più vicino all’inizio di tutto.

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