Il progetto, fra ricerca e comunicazione della scienza, inaugurato nel 2023, aveva come argomento lo studio delle “Sorgenti di fondo in osservazioni XMM-Newton di ammassi di galassie“(1)Questo progetto è stato in parte finanziato dall’Unione Europea – Next Generation EU, tramite il contratto PRIN MUR 2022 n. 20227RNLY3 “The concordance cosmological model: stress-tests with galaxy clusters.“.
Gli ammassi di galassie sono raggruppamenti di 50-1000 galassie tenute insieme dalla forza di gravità e sono considerati gli oggetti più massicci dell’Universo. Se osservati con telescopi ottici, essi si mostrano effettivamente come… ammassi di galassie, ma nei raggi X le cose cambiano drasticamente: la loro forma è dominata da un’unica emissione diffusa dovuta al gas tra una galassia e l’altra, talmente caldo da emettere nei raggi X. Tale differenza si vede chiaramente nell’immagine sotto in cui mostriamo l’ammasso di galassie PSZ2G201.50-27.31 (ammasso principale) ottenuta con il telescopio europeo XMM-Newton (raggi X, a sinistra) e con il telescopio Panoramic Survey Telescope & Rapid Response System (PAN-STARRS, ottico, a destra).
Nella prima settimana di PCTO, il nostro valoroso quartetto si è occupato di analizzare un centinaio di immagini astronomiche ottenute tramite il telescopio in banda X XMM-Newton contenenti ammassi di galassie. In particolare, hanno imparato a ripulire le immagini da sorgenti puntiformi (stelle o sorgenti lontane) e sorgenti spurie (dovute allo strumento usato). In seguito, hanno selezionato sorgenti estese potenzialmente interessanti, su cui svolgere ricerche più approfondite nei database astronomici digitali, a caccia di nuovi ammassi di galassie e/o ammassi interagenti fra loro. Per un racconto più approfondito di questa parte e dei risultati ottenuti, rimandiamo all’articolo scritto da Annalisa qui.
Durante la seconda settimana, invece, Annalisa, Gabriel, Matteo ed Emanuele si sono occupati di capire come comunicare il progetto di ricerca svolto a diversi tipi di pubblico, nello specifico: una presentazione orale di quindici minuti al personale dell’INAF IASF di Milano (stile conferenza a un congresso) e una presentazione in stile FameLab.
FameLab è un format che prevede che i partecipanti abbiano solo tre minuti per conquistare giudici e pubblico parlando di un tema scientifico che li appassiona e raccontandolo con chiarezza, entusiasmo e carisma. Nel nostro caso, “giudici e pubblico” siamo stati noi quattro autori di questo articolo, i tutor del progetto.
Il salto dal tipo di presentazione a cui sono abituati, sia pur non di fronte a un pubblico di scienziate e scienziati, al FameLab è notevole e infatti all’inizio si sono mostrati un po’ scettici, considerando la proposta un po’ cringe; tuttavia dopo aver visto online un po’ di presentazioni FameLab e dopo aver discusso con noi riguardo a cosa avrebbero migliorato, cambiato e che cosa hanno capito, si sono convinti a provare anche loro.
In pochissimo tempo, sono stati in grado di inventare quattro fantastiche suggestioni.
Partiamo dal paragone con le conchiglie: il lavoro di setaccio che viene fatto al mare per raccogliere le conchiglie è simile a quello che hanno fatto loro durante la prima settimana del PCTO e dunque ci dicono: Gli astronomi, con i loro setacci digitali, vanno a cercare le loro personali conchiglie da mettere in mostra sulla propria scrivania. Gli scienziati, inoltre, sono pretenziosi e di tutte le conchiglie che scelgono analizzano dimensione, colore e brillantezza, in modo da avere una collezione il più pulita possibile.
Il setaccio è il software utilizzato per ripulire le immagini, togliendo le sorgenti puntiformi e spurie, ovvero, conchigliette troppo piccole per la loro collezione, per lasciare solamente gli ammassi. Questo è il primo passo di ogni progetto scientifico, ovvero selezionare accuratamente il campione.
Ha fatto poi scalpore il fatto che gli ammassi di galassie si allontanano sempre più velocemente e dunque le loro distanze sono così grandi che ormai non si parla più di chilometri o di anni luce, ma di una quantità in qualche modo legata alla distanza, il redshift: lo spostamento verso il rosso della radiazione emessa da un oggetto cosmico a causa del suo allontanamento da noi (nel caso degli ammassi di galassie a causa dell’espansione dell’Universo). Ebbene, il nostro quartetto ha immaginato i vari redshift degli ammassi come una danza di gigantesche molle cosmiche che si allungano e si accorciano nel lontano Universo e li ha messi a confronto: Analizzando così tutti i possibili casi di redshift dove i due ammassi di galassie interagiscono, è possibile verificare la nascita di un nuovo ammasso come fusione tra i due. E quando non interagiscono? Quando i due redshift non sono compatibili, vuol dire che questi oggetti sono troppo lontani per interagire, e a quel punto non c’è speranza: l’Universo si espande e non ci sono molle o ammassi di galassie che tengano!
La terza suggestione paragona gli ammassi di galassie a un acquario: come ogni pesce nuota liberamente nell’acqua, che si frappone tra gli abitanti del piccolo mondo subacqueo, così ogni galassia nuota nel proprio ammasso. Per riuscire a vederli nei raggi X, bisogna scaldare l’acqua (il gas!) che appunto raggiunge temperature tali da emettere fotoni X (si parla di milioni di gradi: poveri pesci). Tuttavia, non sempre tali oggetti sono imponenti come gli ammassi: potrebbe anche trattarsi di un bicchiere con dentro un singolo pesce. In tal caso, la sorgente si chiama puntiforme: Per le nostre analisi, abbiamo dovuto escluderli, per concentrarci meglio sugli ammassi. Così come nella pesca, ci si concentra sul catturare i grandi banchi, piuttosto che i banchi più piccoli o addirittura i singoli pesci.
Infine, passiamo a rane e ninfee. Infatti, come una rana, l’obiettivo del PCTO è stato quello di saltare da una ninfea ad un’altra, ovviamente, però, facendo attenzione a quali foglie considerare: quelle piccole non vanno bene perché se decidesse di saltare su una di quelle foglie cadrebbe sicuramente in acqua. Bisogna individuare le ninfee più grandi, ma non tutte sono adatte, quelle vecchie o corrose sono da evitare: ammassi di galassie, sì, sorgenti estese in generale, no. L’attenzione si è poi rivolta alle strutture vicine tra di loro per capire se e come potessero interagire per formare ammassi ancora più massicci. Alla fine, sono riusciti a raggiungere l’altra sponda dello stagno, trovando ben otto casi di ammassi di galassie interagenti, ognuna in uno stadio di interazione diverso, progredendo nella scoperta di come una ninfea, da un piccolo germoglio, possa arrivare ad aprirsi fino a sostenere, addirittura, il peso di un rospo.
Davvero notevole con quanta naturalezza Annalisa, Matteo, Emanuele e Gabriel siano passati da ammassi di galassie a conchiglie, molle, pesci e rane. Che dire? Non guarderemo più gli ammassi di galassie con gli stessi occhi.
Note
| ↑1 | Questo progetto è stato in parte finanziato dall’Unione Europea – Next Generation EU, tramite il contratto PRIN MUR 2022 n. 20227RNLY3 “The concordance cosmological model: stress-tests with galaxy clusters.“ |
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