Nuove scoperte dalla collaborazione dell’Atacama Cosmology Telescope (ACT) potrebbero aver appena svelato le immagini più nitide dell’universo da neonato. Dopo aver misurato la luce che ha viaggiato per 13 miliardi di anni luce fino alla Terra, le immagini rivelano l’universo a circa 380.000 anni — l’equivalente di un’immagine di un neonato umano di poche ore. Le nuove scoperte provengono da diversi studi internazionali pre-revisionati, che saranno presentati a marzo 2025. Secondo i ricercatori dello studio, questa visione dell’universo è il momento cosmico più antico attualmente disponibile per l’umanità.
Immagini ad alta risoluzione dell’Atacama Cosmology Telescope
L’ACT si trova in alto nelle Ande cilene e nel 2022 il telescopio ha raccolto i suoi ultimi dati prima di essere dismesso. Tuttavia, mentre i ricercatori esaminano alcuni di questi dati, stanno vedendo immagini incredibili del passato. “Stiamo vedendo i primi passi verso la formazione delle prime stelle e galassie,” ha detto Suzanne Staggs, direttrice dell’ACT e professoressa di fisica alla Princeton University, in un comunicato stampa. “E non stiamo solo vedendo luce e oscurità, stiamo vedendo la polarizzazione della luce in alta risoluzione. Questo è un fattore distintivo che distingue l’ACT da Planck e altri telescopi precedenti.” Secondo il team di ricerca, le immagini dell’ACT aggiungono una risoluzione più alta rispetto ai telescopi del passato. Grazie all’ACT, il team di ricerca può ora determinare il movimento dei gas di idrogeno ed elio durante l’infanzia dell’universo.
Datazione dell’universo
La ricerca della collaborazione dell’Atacama Cosmology Telescope ha portato alle immagini più chiare e precise dell’infanzia dell’universo, la radiazione cosmica di fondo a microonde visibile solo 380.000 anni dopo il Big Bang. Questa nuova mappa del cielo ha sottoposto il modello standard della cosmologia a una nuova serie di test rigorosi, dimostrando la sua notevole robustezza. Le nuove immagini dell’universo primordiale, che mostrano sia l’intensità che la polarizzazione della luce più antica con una chiarezza senza precedenti, rivelano la formazione di antiche nuvole di idrogeno ed elio che successivamente si sono sviluppate nelle prime galassie e stelle.
Questo pezzo della nuova mappa del cielo mostra le direzioni di vibrazione (o polarizzazione) della radiazione. Lo zoom a destra è alto 10 gradi. La luce polarizzata vibra in una direzione particolare; il blu mostra dove le direzioni di vibrazione della luce circostante sono angolate verso di essa, come i raggi di una bicicletta; l’arancione mostra i luoghi dove le direzioni di vibrazione circondano essa. Queste nuove informazioni rivelano il movimento dei gas antichi nell’universo quando aveva meno di mezzo milione di anni, tirati dalla forza di gravità nel primo passo verso la formazione delle galassie. La banda rossa proviene dalla nostra vicina Via Lattea.
Secondo i ricercatori, le immagini dell’ACT catturano una visione molto più chiara della radiazione cosmica di fondo (CMB), i resti raffreddati della prima luce che ha viaggiato liberamente attraverso l’universo dopo il Big Bang. Da queste immagini, il team ha notato le sottili differenze nella densità e nella velocità dei gas quando l’universo era giovane. Questi dettagli possono aiutare i ricercatori a comprendere meglio com’era l’universo durante le sue origini.
“Guardando indietro a quel tempo in cui le cose erano molto più semplici, possiamo ricostruire la storia di come il nostro universo si è evoluto fino al luogo ricco e complesso in cui ci troviamo oggi,” ha detto Jo Dunkley, professoressa di fisica e scienze astrofisiche alla Princeton University e leader dell’analisi dell’ACT, in un comunicato stampa. I dati raccolti dall’ACT hanno aiutato i ricercatori a restringere l’età effettiva dell’universo e a determinare quando sono stati creati certi elementi. Uno degli autori dello studio nota che tutto l’elio nell’universo è stato creato nei primi tre minuti del tempo cosmico. Un altro afferma che l’universo si estende per 50 miliardi di anni luce in ogni direzione. Secondo gli autori dello studio, l’ACT mostra che l’universo ha 13,8 miliardi di anni.
Cosa può ancora dirci l’ACT
Per l’ACT, raccogliere questi dati ha richiesto cinque anni perché la radiazione CMB era così debole. “Per fare questa nuova misurazione, abbiamo avuto bisogno di un’esposizione di 5 anni con un telescopio sensibile sintonizzato per vedere la luce a lunghezza d’onda millimetrica,” ha detto Mark Devlin, professore di astronomia alla University of Pennsylvania e vice direttore dell’ACT, in un comunicato stampa. “I nostri colleghi del National Institute of Standards and Technology hanno fornito rilevatori con sensibilità all’avanguardia, e la National Science Foundation ha supportato la missione dell’ACT per più di due decenni per portarci qui.”
L’universo primordiale non è l’unica luce che l’ACT ha catturato. “Possiamo vedere attraverso la storia cosmica,” ha detto Dunkley in un comunicato stampa, “dalla nostra stessa Via Lattea, oltre le galassie distanti che ospitano enormi buchi neri, e grandi ammassi di galassie, fino a quel tempo di infanzia.” Anche se l’ACT non sta più raccogliendo dati, c’è ancora molto che può dirci. Questi studi devono ancora passare attraverso la revisione paritaria, ma contengono già una ricchezza di conoscenze che possono aiutarci a comprendere l’universo.