Galassie: la misurazione dell’abbondanza di ossigeno
Una nuova ricerca svela il mistero della discrepanza tra i due metodi di misurazione delle linee spettrali per l’abbondanza di ossigeno nelle galassie.
La metallicità delle diverse aree del cosmo può aiutare gli astronomi a comprendere quanti e quali tipi di stelle si stanno formando nei diversi ambienti ricchi di gas interstellare. Uno dei termometri principali in questo senso è il rapporto tra ossigeno e idrogeno, che viene studiato attraverso l’analisi delle impronte spettrali caratterizzanti gli ioni presenti in una regione cosmica.
Due sono i principali metodi utilizzati per misurare l’abbondanza di ossigeno: quello dell’eccitazione collisionale e quello della ricombinazione. Il primo analizza le linee spettrali prodotte dalle collisioni fra atomi ed elettroni presenti nel gas, mentre il secondo si concentra sulle linee spettrali prodotte quando gli ioni catturano elettroni liberi. Finora, questi metodi fornivano stime assai differenti sulla quantità di ossigeno presente in un ambiente, stime che non combaciavano tra di loro. Si era ipotizzato che questo “fattore di discrepanza” fosse dovuto alle fluttuazioni di temperatura nelle nuvole di gas.
La nuova ricerca pubblicata su Nature Astronomy ha risolto questo dilemma. I ricercatori del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università della California hanno utilizzato l’astronomia ottica e infrarossa per misurare l’abbondanza di ossigeno sulla galassia nana Markarian 71. Il loro risultato nel lontano infrarosso è incoerente con la metallicità delle linee di ricombinazione, ma presenta una distorsione minima con il metodo di eccitazione collisionale, escludendo così l’ipotesi che le fluttuazioni di temperatura nelle nuvole di gas siano la causa della discrepanza tra i due metodi di misurazione delle linee spettrali.
Il team ha utilizzato i dati di Sofia (Stratospheric Observatory For Infrared Astronomy) e del telescopio spaziale a infrarossi Herchel (Far Infrared and Sub-millimetre Telescope) dell’Esa per la loro ricerca. Ora, l’obiettivo è raccogliere dati con i telescopi di nuova generazione, come il James Webb Space Telescope e l’Atacama Large Millimeter Array. I risultati ottenuti forniranno un quadro più preciso per misurare la metallicità attraverso la storia cosmica e aiuteranno gli astronomi a comprendere meglio la formazione delle stelle nelle diverse aree del cosmo.
