Grande muraglia di Ercole
La Grande muraglia di Ercole, più precisamente Grande muraglia di Ercole–Corona Boreale (anche abbreviata in Her–CrB GW) è un'immensa struttura di galassie che misura oltre 10 miliardi di anni-luce.[1][2] È la più grande struttura nota, per dimensioni e massa, dell'universo osservabile.
Questa enorme struttura è stata scoperta nel novembre 2013 da una mappatura dei lampi gamma che si verificano nell'universo distante.[1][2][3] Gli astronomi hanno usato i dati della missione Swift Gamma Ray Burst e del Telescopio spaziale per raggi gamma Fermi.
La Grande muraglia di Ercole è stata anche la prima struttura diversa da un ammasso di quasar a divenire la più grande struttura nota nell'universo, dal 1991.
Caratteristiche
[modifica | modifica wikitesto]La struttura è un filamento di galassie,[2] o un enorme gruppo di galassie legato dalla gravità. Si estende in lunghezza per circa 10 miliardi di anni luce (3 Gpc), ossia circa 1/9 (il 10,7%) del diametro dell'universo osservabile, è larga 7,2 miliardi di anni luce (2,2 miliardi di parsec; 150.000 km/s in coordinate comoventi), ma è spessa solamente 900 milioni di anni luce (300 Mpc).[2] In virtù di tali dimensioni è la più grande struttura nota nell'universo. Presenta uno spostamento verso il rosso compreso tra 1,6 e 2,1, corrispondente ad una distanza di circa 10 miliardi di anni luce,[1][2] e si trova nel cielo in direzione della costellazione di Ercole e della Corona Boreale[3].
Nello studio originale si afferma che 14 dei 31 GRB sono concentrati nell'arco di 45 gradi della volta celeste,[2] equivalenti ad un'estensione di circa 10 miliardi di anni luce (3 miliardi di parsec) nella sua dimensione maggiore. La struttura conterrebbe tuttavia da 19 a 22 GRB e abbraccerebbe una lunghezza tre volte maggiore dei restanti GRB. Inoltre il clustering attraversa 20 costellazioni e copre 125 gradi della volta celeste (o un'area totale di circa 15.000 gradi quadrati), che equivalgono ad una lunghezza di 18-23 miliardi di anni luce (5,5-7 miliardi di parsec) ed un redshift di 1,6-2,1.
Scoperta
[modifica | modifica wikitesto]_(eso0828a).jpg)
I lampi gamma sono fra i più potenti eventi che si verificano nell'universo conosciuto. Sono lampi molto luminosi di raggi gamma che annunciano la morte di stelle lontane di grande massa con esplosioni potentissime. I lampi di raggi gamma sono fenomeni rari; in una galassia di media grandezza come la Via Lattea se ne verifica in media uno ogni milione di anni. Gli astronomi teorizzano che le stelle che causano questi eventi siano stelle luminose e di grande massa, più frequenti dove la materia è più densa. Pertanto, una maggiore frequenza di raggi gamma in una regione del cielo indica una disomogeneità nella distribuzione della materia.
Utilizzando lo studio condotto tra il 1997 e il 2012[1][2][4] da Istvan Horvath, Jon Hakkila e Zsolt Bagoly, i dati relativi a 283 raggi gamma sono stati divisi, sulla base dello spostamento verso il rosso, in 9 sottoinsiemi di 31 lampi gamma ciascuno. Si è visto che 14 dei 31 lampi gamma dei sottoinsiemi erano concentrati in una regione che si estendeva per un angolo di 45°, con spostamenti verso il rosso tra 1,6 e 2,1. Nei test eseguiti, ogni suddivisione evidenziava una debole anisotropia e concentrazione con l'eccezione della suddivisione in nove gruppi, ognuno formato da 31 GRB. In questo modo fu notata una significativa aggregazione di GRB nel quarto sottogruppo (con z=1,6 - 2,1) di cui 19 dei 31 GRB si concentravano in vicinanza del Secondo, Terzo e Quarto quadrante galattico settentrionale (NQ2, NQ3 e NQ4), abbracciando un arco di non meno di 120 gradi.[1][5]
Utilizzando il test di Kolmogorov-Smirnov, il team ha scoperto che la probabilità di trovare un raggruppamento simile era inferiore allo 0,00055%,[2] rendendo la sua esistenza a causa di fluttuazione quantistica nell'universo primordiale molto improbabile, quasi impossibile nei modelli standard. Gli attuali modelli evoluzionari delle stelle vedono i GRB originati dalla collisione di stelle di neutroni o dal collasso di stelle massicce, e comunque le stelle che provocano questi fenomeni sono situate solo in regioni dove è presente una particolare abbondanza di materia. Con tre diversi metodi di analisi l'osservazione risultava statisticamente significativa con p<0,05, concludendo che il clustering poteva essere associato ad una struttura supermassiccia precedentemente sconosciuta.[1]
Denominazione
[modifica | modifica wikitesto]Gli autori dello studio conclusero che una superstruttura potesse spiegare questa grande concentrazione di GRB, tuttavia non attribuirono all'ipotetica struttura alcuna denominazione,[6] dal momento che gli studiosi erano concentrati maggiormente a valutarne la reale esistenza.[6] Il termine di Grande Muraglia di Ercole-Corona Boreale fu attribuito da un anonimo giovane filippino di Marikina che ne creò la corrispondente voce su Wikipedia,[6] a seguito della lettura di un articolo sul sito News Discovery che ne annunciava la scoperta. Questa denominazione si è diffusa rapidamente in tutto il mondo, riportata anche in vari blog scientifici e menzionata ripetutamente,[6] benché il termine sia fuorviante dal momento che la superstruttura scoperta da Horvath occuperebbe una regione di spazio molto più vasta di quella delle costellazioni di Ercole e della Corona Boreale. Infatti il clustering coprirebbe una regione che va dalla costellazione del Boote a quella dei Gemelli. Inoltre non va trascurato che questa superstruttura ha una forma grosso modo rotondeggiante che è più simile ad un superammasso, diversamente dalla forma allungata che è tipica dei filamenti o dei muri di galassie. Un'altra denominazione proposta è quella di Great Gamma-Ray Burst Wall (Great GRB Wall).[7][8]
Possibili spiegazioni
[modifica | modifica wikitesto]L'attuale più plausibile spiegazione dell'esistenza del raggruppamento è che si tratti di un superammasso entro una regione con un elevato tasso di formazione stellare. Dal momento che i GRB sono correlati a stelle massicce, tali stelle si formano solo nelle regioni ove è presente particolare abbondanza di materia. Recenti studi di Hayes (2010) suggeriscono come i GRB, rilevati a questo intervallo di redshift, rappresentino i migliori indicatori della presenza di materia.[9] Sebbene grandi superammassi siano noti nell'universo osservabile, come il Laniakea di 520 milioni di anni luce, la Grande Muraglia di Ercole dovrebbe essere un superammasso eccezionalmente immenso, forse da 30 a 50 volte più grande e 200 volte il volume di un tipico superammasso, distante circa 10 miliardi di anni luce con un diametro di 10-18 miliardi di anni luce.
Un'altra possibile interpretazione è che lo Swift abbia focalizzato le osservazioni di questa regione molto più frequentemente di altre, creando quasi l'impressione dell'esistenza di un raggruppamento. Un campionamento anisotropico può prodursi allorché un telescopio spaziale punti in una direzione del cielo più spesso di altre, o quando il campo di osservazione risulta in qualche modo bloccato (ad esempio l'occultazione da parte della Terra, l'evitamento del Sole per proteggere la strumentazione o la loro disabilitazione al di sopra dell'Anomalia del Sud Atlantico). Alcuni studi hanno evidenziato come le eclittiche polari siano scansionate 1,83 volte più frequentemente dell'eclittica equatoriale. Horvath ha replicato nel suo articolo[2] che il numero di GRB attesi in ciascun gruppo era diverso rispetto a quelli poi effettivamente rilevati e che al test del χ2 risultava una probabilità di p=0,025 che si trattasse di un dato fortuito, indicando che le interferenze e limitazioni non possono spiegare l'anisotropia del gruppo 4. Inoltre la regione dell'eclittica del polo sud non ha evidenziato GRB con redshift di 1,6-2,1, il che fa supporre che il raggruppamento osservato nell'emisfero settentrionale sia realmente esistente.
Note
[modifica | modifica wikitesto]- 1 2 3 4 5 6 Istvan Horvath, Jon Hakkila e Zsolt Bagoly, Possible structure in the GRB sky distribution at redshift two, in Astronomy & Astrophysics, vol. 561, 2014, pp. id.L12, Bibcode:2014A&A...561L..12H, DOI:10.1051/0004-6361/201323020, arXiv:1401.0533. URL consultato il 24 gennaio 2014.
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Horvath I., Hakkila J. e Bagoly Z., The largest structure of the Universe, defined by Gamma-Ray Bursts, in 7th Huntsville Gamma-Ray Burst Symposium, GRB 2013: paper 33 in eConf Proceedings C1304143, 2013, Bibcode:2013arXiv1311.1104H, arXiv:1311.1104.
- 1 2 Irene Klotz, Universe's Largest Structure is a Cosmic Conundrum, su news.discovery.com, discovery, 19 novembre 2013. URL consultato il 22 novembre 2013 (archiviato dall'url originale il 16 maggio 2016).
- ↑ Copia archiviata, su lyra.berkeley.edu. URL consultato il 1º maggio 2009 (archiviato dall'url originale il 13 febbraio 2014).
- ↑ College of Charleston Professor Makes Discovery of Epic Proportions, su The College Today, Ron Mehanca, 15 luglio 2014. URL consultato il 14 novembre 2014.
- 1 2 3 4 Starstruck, su College of Charleston Magazine, Mark Berry, 3 novembre 2014. URL consultato il 14 novembre 2014.
- ↑ What Is The Largest Known Object In The Universe?, su iflscience.com. URL consultato il 1º agosto 2015.
- ↑ L. G. Balázs, Z. Bagoly e J. E. Hakkila, A giant ring-like structure at 0.78 < z < 0.86 displayed by GRBs, in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 452, n. 3, 21 settembre 2015, pp. 2236-2246, DOI:10.1093/mnras/stv1421. URL consultato il 29 agosto 2017.
- ↑ (EN) Hayes, M., Schaerer, D., & Östlin, G., The H-alpha luminosity function at redshift 2.2 - A new determination using VLT/HAWK-I (PDF), in Astronomy & Astrophysics, vol. 509, L5.
Voci correlate
[modifica | modifica wikitesto]Altri progetti
[modifica | modifica wikitesto]
Wikimedia Commons contiene immagini o altri file su Grande muraglia di Ercole
