La mia ricerca, per tutti
Una versione semplice del mio lavoro
I colori delle galassie più lontane
Non sappiamo ancora esattamente come le galassie si formano ed evolvono. Sono molti i processi fisici, che agiscono per tempi molto lunghi (miliardi di anni), che non è possibile semplicemente osservarli. Possiamo allora cercare di capire come avvengono osservando diverse galassie a diverse distanze perché, dato che l'Universo è in espansione e la velocità della luce è finita, guardare più lontano in astronomia significa anche guardare più indietro nel tempo. Questo concetto è ben rappresentato nella definizione di "anno luce". Questa unità, anche se contiene la parola "anno", in realtà è usata per misurare le distanze. In particolare, se osserviamo qualcosa a, per esempio, 100 anni luce, stiamo in realtà osservando quell'oggetto com'era 100 anni fa, perché la luce emessa da quell'oggetto ci ha messo esattamente 100 anni per raggiungerci. Questo è vero anche per oggetti molto più vicini: quando guardiamo il Sole, in realtà lo vediamo com'era 8 minuti fa!
Grazie ai telescopi più all'avanguardia, possiamo oggi arrivare a vedere galassie più distanti di 12 miliardi di anni luce, e quindi osservare direttamente l'Universo nelle sue prime fasi.
Abbiamo così scoperto che le prime galassie appaiono molto diverse da quelle che vediamo oggi (figura a destra). Sappiamo che avevano più gas e che concentravano la formazione di nuove stelle in particolari regioni, che osserviamo nelle nostre immagini come blob luminosi.
Una delle nostre principali aree di interesse è lo studio di queste regioni, poiché possiamo apprendere molto sui meccanismi che guidano l'evoluzione delle galassie. In particolare, siamo interessati al tipo di stelle che abitano queste regioni. Sono giovani o vecchie? Sono calde o fredde? Sono immerse nella polvere o no? Vivono individualmente o sono legate in coppie? Per rispondere a queste domande, studio i loro colori. Dato che si tratta di oggetti molto lontani, non possiamo osservare singolarmente ogni stella, ma solo la luce totale emessa dalla loro popolazione. Fortunatamente, siamo in grado di riconoscere le proprietà fisiche di queste stelle osservando solo i loro colori. Ad esempio, le stelle appaiono rosse se sono vecchie, ricche di metalli e immerse nella polvere, mentre appaiono blu se sono giovani e massicce. In alcuni casi, possiamo anche conoscere il numero di stelle che erano grandi e massicce oppure piccole e rosse inizialmente, e ricostruirne l'evoluzione.
Ciò che ho scoperto è che queste regioni luminose di formazione stellare evolvono in modo diverso rispetto all'intera galassia in cui sono ospitate, e sono la fucina in cui si creano nuove stelle. Ho anche scoperto alcune regioni molto speciali che sono "troppo blu": non siamo in grado di spiegare il loro colore. Come spesso accade in astrofisica e nella scienza in generale, questo rende questi oggetti estremamente interessanti. Nei prossimi anni, mi concentrerò sulla loro caratterizzazione e cercherò di comprenderne l'origine.
Gravitational lensing: raggi di luce piegati da enormi masse
Immagina l'Universo come la più grande lente d'ingrandimento. Come puoi vedere a sinistra nella figura (dal sito di Samantha Scibelli), per geometrie speciali delle lenti, è possibile osservare immagini multiple e distorte di una luce rossa in secondo piano. Lo stesso fenomeno avviene nell'Universo: ciò che distorce il percorso della luce è, in questo caso, la massa di alcuni oggetti massicci. Nella figura a destra, puoi vedere una galassia, in giallo, che piega la luce emessa da una sorgente di sfondo, in blu, creando un arco allungato e un'altra immagine separata.
E perché c'è anche un'immagine del mare? Le linee di luce che vediamo si chiamano caustiche. Sono generate dalla superficie irregolare dell'acqua, che concentra i raggi del Sole in posizioni particolari. Seguendo la stessa definizione, esistono anche caustiche nel Lensing Gravitazionale!
