L’Universo ha molte più galassie del previsto

Nell’Universo osservabile ci sono dieci volte tante galassie rispetto a quanto era stato teorizzato finora, almeno secondo una nuova ricerca molto articolata realizzata presso la University of Nottingham, Regno Unito, sulla base dei dati raccolti in questi anni dal telescopio spaziale Hubble. La nuova scoperta sta facendo molto discutere gli astronomi perché potrebbe avere conseguenze sullo studio delle galassie, della loro evoluzione e della loro distribuzione nell’Universo. Inoltre, i dati forniti dalla ricerca danno più solidità alla risposta alla domanda delle domande: perché il cielo è scuro di notte?

Una galassia è un gigantesco insieme di stelle, sistemi solari, ammassi stellari, gas e polveri interstellari che restano legati tra loro grazie alla forza di gravità. La Via Lattea, la galassia in cui si trova il nostro Sistema solare, ha un diametro complessivo (disco stellare) di 100mila anni luce: vuol dire che se potessimo viaggiare alla velocità della luce da un suo estremo all’altro, impiegheremmo 100mila anni per percorrerla tutta. Molti dei puntini luminosi che vediamo in cielo di notte sono corpi celesti appartenenti alla Via Lattea, soprattutto a uno dei suoi bracci (è composta da un nucleo attraversato da una specie di barra da cui si dipartono due bracci a spirale), e a seconda della loro distanza li vediamo come apparivano decine di migliaia di anni fa, perché la luce per quanto velocissima impiega parecchio tempo per spostarsi nelle grandi distanze siderali.

Nel cielo notturno sono però visibili anche altre galassie, lontanissime, che ci appaiono come un singolo puntino, tanto da essere definite da molti come “stelle”, benché non lo siano. Se osservate con telescopi molto potenti, queste galassie rivelano la loro forma e composizione, e ci aiutano a capire meglio come è fatto l’Universo e come si è evoluto. Hubble si è rivelato uno strumento fondamentale per farlo, soprattutto grazie alla posizione privilegiata in cui lavora: non si trova sulla Terra, ma nell’orbita terrestre come gli altri satelliti artificiali, e ha quindi la possibilità di osservare lo Spazio stando nello Spazio, evitandosi l’inquinamento luminoso delle città e le distorsioni causate dall’atmosfera terrestre di chi osserva il cielo dal pianeta.

Capire indicativamente quante galassie ci sono là fuori è importante per studiare l’Universo e la sua evoluzione. A metà degli anni Novanta, Hubble realizzò un set di immagini che, messe insieme, permisero di realizzare il cosiddetto “campo profondo di Hubble” (Hubble Deep Field, HDF): un’immagine di una piccola porzione nella costellazione dell’Orsa Maggiore dove sono visibili pochissime stelle della Via Lattea e migliaia di galassie, alcune giovanissime e lontanissime. Altre rilevazioni simili condotte negli anni seguenti hanno permesso ai ricercatori di studiare meglio le galassie, senza troppe interferenze dovute al fatto di trovarci noi stessi in una galassia. Sulla base di quei dati, all’epoca fu ipotizzato che l’Universo osservabile (cioè la porzione di Universo che è indagabile dall’uomo) contenesse tra i 100 e i 200 miliardi di galassie.

Ora un gruppo di ricercatori guidato da Christopher Conselice ha dimostrato che il numero di galassie è molto più alto, almeno di 10 volte. Per arrivare a questa conclusione sono state analizzate le immagini HDF, i dati raccolti in numerosi studi e le osservazioni di altri telescopi. Usando le stime delle distanze delle varie galassie da noi, le immagini sono state convertite in modelli tridimensionali, così da capire meglio la loro distribuzione in diversi periodi storici dell’Universo (la luce, come abbiamo visto, impiega molto tempo per arrivare fino a noi). Sono stati poi applicati nuovi modelli matematici e statistici per fare una stima del numero di galassie esistenti in una porzione di cielo, e che ci sono invisibili a causa dei limiti delle attuali strumentazioni per fare le osservazioni. E il risultato è che il 90 per cento delle galassie nell’Universo osservabile è talmente distante ed emette una luce così debole da risultare invisibile ai telescopi, almeno per ora.

In un certo senso i ricercatori hanno viaggiato a ritroso nel tempo, osservando come si presentavano 13 miliardi di anni fa alcune galassie, quando la luce da loro emessa iniziò a viaggiare in direzione della Terra. Tra le altre cose, hanno notato che nel corso del tempo le galassie si sono distribuite in modo abbastanza disordinato nell’Universo, e che inizialmente avevano dimensioni piuttosto piccole, simili a quelle delle galassie che oggi circondano la nostra Via Lattea. In seguito molte di loro si fusero insieme, cosa che portò a un numero più ridotto di galassie, ma di maggiori dimensioni e in molti casi più dense.

Il nuovo studio dà anche qualche elemento in più per spiegare il cosiddetto “paradosso di Olbers”, ovvero: come è possibile che di notte il cielo sia buio nonostante ci sia un’infinità di stelle nell’Universo? Secondo i ricercatori, c’è una tale abbondanza di galassie che, in linea teorica, ogni punto del cielo notturno contiene almeno un pezzetto di una galassia. Ma, come abbiamo visto, molte di queste galassie sono invisibili a occhio nudo e ai telescopi più moderni per diversi motivi. Le polveri e i gas interstellari, per esempio, assorbono molta luce, senza contare che i corpi celesti lontani ci appaiono meno luminosi a causa dello spostamento verso il rosso (redshift): accade quando una sorgente di luce si allontana dall’osservatore o viceversa, facendo apparire la luce a frequenze più basse (e il rosso è il colore con la frequenza più bassa). Tutti questi fattori fanno sì che il cielo notturno ci appaia scuro, inquinamento luminoso a parte.