Una delle maggiori lacune nella mappa dell’Universo vicino comincia a essere colmata. Una nuova ricostruzione del Superammasso della Vela mostra infatti che la struttura cosmica, rimasta in parte nascosta dietro il disco della Via Lattea, possiede dimensioni e una massa tali da collocarla tra le principali concentrazioni di materia del cosmo locale.
Il risultato arriva da uno studio internazionale, accettato per la pubblicazione su Astronomy & Astrophysics, al quale partecipa l’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF). La nuova mappa attribuisce al Superammasso della Vela una struttura a doppio nucleo, un’estensione superiore a 220 milioni di anni luce e una massa complessiva stimata in circa 340 milioni di miliardi di masse solari.
Sono numeri che modificano la prospettiva con cui guardare a questa regione dell’Universo. Secondo lo studio, la massa di Vela è paragonabile a quella del Superammasso di Shapley e superiore a quella della regione di Laniakea, il superammasso che ospita la Via Lattea. Vela emerge inoltre come uno dei principali attrattori gravitazionali dell’Universo locale.
La difficoltà, fino a oggi, era soprattutto osservativa. Una parte rilevante del Superammasso si trova infatti nella cosiddetta Zone of Avoidance, la zona di evitamento: una fascia di cielo nella quale stelle e polveri del disco galattico ostacolano l’osservazione diretta delle galassie più lontane. Ricostruire ciò che si trova dietro questo schermo significa quindi completare una porzione della distribuzione della materia rimasta a lungo difficile da rappresentare.
«Questa scoperta colma una lacuna nella nostra mappa dell’Universo vicino», afferma Sambatra Rajohnson, ricercatrice dell’INAF e tra gli autori dello studio. «Ciò che è particolarmente entusiasmante è che, per la prima volta, una grande struttura gravitazionale nascosta dietro la nostra galassia è stata svelata grazie alla sinergia di osservazioni radio sensibili e indagini astronomiche complementari ad altre lunghezze d’onda».
Superammasso della Vela, la ricostruzione tra redshift e velocità delle galassie
La rilevanza scientifica del lavoro non risiede soltanto nelle dimensioni attribuite al Superammasso della Vela. Un elemento centrale è il metodo utilizzato per ricostruirne la distribuzione tridimensionale e l’influenza gravitazionale, combinando informazioni che descrivono aspetti differenti della struttura cosmica.
I ricercatori hanno integrato migliaia di nuove misure di redshift, utilizzate per determinare la distanza e quindi la distribuzione tridimensionale delle galassie, con le loro velocità peculiari. Queste ultime rappresentano le deviazioni rispetto al movimento attribuibile alla sola espansione dell’Universo e permettono di rilevare gli effetti gravitazionali prodotti dalla distribuzione della materia, compresa quella oscura.
L’incrocio dei due insiemi di dati ha consentito di ottenere, secondo lo studio, la ricostruzione tridimensionale e dinamica più completa finora realizzata della zona di evitamento. Ne emerge un Superammasso della Vela molto più definito nella sua architettura: non soltanto una concentrazione di galassie, ma una struttura a doppio nucleo la cui influenza gravitazionale assume un peso significativo nella descrizione dell’Universo locale.
Determinante è stato il contributo delle osservazioni radio del radiotelescopio MeerKAT, in Sudafrica. Degli oltre 8.000 nuovi redshift impiegati nello studio, più di 2.000 provengono da osservazioni interferometriche ad alta sensibilità, capaci di esplorare proprio la porzione più nascosta della zona di evitamento.
In questo contesto le osservazioni radio ad alta sensibilità hanno permesso di esplorare la parte più nascosta della zona di evitamento, dove polveri e stelle della Via Lattea ostacolano l’osservazione diretta delle galassie più lontane.
Anche la scala fisica restituisce la portata del risultato. Con oltre 220 milioni di anni luce di estensione, il Superammasso della Vela raggiunge dimensioni quasi 4.000 volte superiori al raggio della Via Lattea, indicato in circa 55 mila anni luce.
Da MeerKAT ai nuovi censimenti cosmologici
La metodologia sperimentata su Vela assume rilevanza anche oltre il singolo risultato. La capacità di combinare redshift, velocità peculiari e osservazioni a differenti lunghezze d’onda offre infatti uno strumento per interpretare la crescente quantità di informazioni che sarà resa disponibile dai grandi censimenti cosmologici.
Programmi come DESI, 4MOST e WALLABY sono destinati a produrre milioni di nuove misure sulla distribuzione delle galassie. In questo scenario, la disponibilità dei dati costituisce soltanto una parte del problema scientifico: diventa altrettanto importante disporre di metodi capaci di integrare osservazioni differenti e trasformarle in ricostruzioni tridimensionali della struttura su larga scala dell’Universo.
Il lavoro sul Superammasso della Vela costituisce quindi anche una prova della capacità di utilizzare in modo complementare grandi infrastrutture osservative e differenti tecniche di indagine. È un passaggio che riguarda direttamente la prossima generazione della radioastronomia, nella quale SKA Observatory (SKAO) avrà un ruolo centrale.
Per l’Italia, lo studio si inserisce nel percorso scientifico e tecnologico che vede l’INAF impegnato nell’analisi dei dati di MeerKAT e nelle attività collegate al suo potenziamento MeerKAT+. A questo si aggiunge l’implementazione della banda 5B attraverso il progetto PNRR STILES.
Il collegamento con SKAO è rilevante proprio perché MeerKAT rappresenta una delle infrastrutture che stanno preparando la comunità scientifica alla nuova scala della radioastronomia. L’osservatorio SKA, attualmente in costruzione tra Sudafrica e Australia Occidentale, è progettato per diventare il più grande radiotelescopio mai realizzato.
La ricostruzione di Vela mostra già quale tipo di avanzamento possa derivare dalla combinazione fra maggiore sensibilità osservativa e capacità di integrare grandi quantità di dati eterogenei. Rendere visibili, almeno attraverso i loro segnali e i loro effetti gravitazionali, regioni del cosmo oscurate dalla nostra stessa Galassia significa infatti migliorare non soltanto il catalogo delle strutture conosciute, ma la ricostruzione complessiva della distribuzione di materia nell’Universo vicino.
Il team editoriale di Economia dello Spazio Magazine, il magazine di riferimento della Space Economy Made in Italy.
