Scoperta del 'mini' alone indica come sia stata formata l'antica universo

26 giugno 2025

dell'Università di Montreal

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Gli astronomi hanno scoperto una vasta nuvola di particelle energetiche, un "mini alone", che circonda uno dei cluster di galassie più lontani mai osservati, segnando un importante passo avanti nella comprensione delle forze nascoste che plasmano il cosmo.

Il mini-alone è a una distanza così grande che ci vogliono 10 miliardi di anni per la luce per raggiungere la Terra, rendendolo il più lontano mai trovato, raddoppiando la distanza precedente conosciuta dalla scienza.

La scoperta dimostra che interi cluster di galassie, tra le strutture più grandi dell'universo, sono stati immersi in particelle ad alta energia per la maggior parte della loro esistenza.

Un tale mini-alone è composto da particelle altamente energetiche e cariche nel vuoto tra le galassie di un cluster, che insieme emettono onde radio che possono essere rilevate dalla Terra.

Pubblicati su The Astrophysical Journal Letters, i risultati mostrano che anche nell'universo primordiale, i cluster di galassie erano già plasmati da processi energetici.

Il team internazionale di ricercatori dietro la scoperta è stato guidato congiuntamente da Julie Hlavacek-Larrondo dell'Université de Montréal e Roland Timmerman dell'Istituto per la Cosmologia Computazionale dell'Università di Durham, nel Regno Unito.

I ricercatori hanno analizzato i dati del telescopio radio Low Frequency Array (LOFAR), una vasta rete di oltre 100.000 antenne piccole che si estende su otto Paesi europei.

Mentre studiava un cluster di galassie chiamato SpARCS1049, i ricercatori hanno rilevato un segnale radio tenue e diffuso. Hanno scoperto che non proveniva dalle singole galassie, ma da una vasta regione dello spazio piena di particelle ad alta energia e campi magnetici.

Si estendendo per oltre un milione di anni luce, questa luce diffusa è un segno distintivo di un mini-alone, una struttura che gli astronomi fino ad ora potevano osservare solo nell'universo vicino.

"È come se avessimo scoperto un vasto oceano cosmico, dove interi cluster di galassie sono costantemente immersi in particelle ad alta energia," ha detto Hlavacek-Larrondo.

Timmerman ha aggiunto, "È stupefacente trovare un segnale radio così forte a questa distanza. Significa che queste particelle energetiche e i processi che le creano hanno plasmato i cluster di galassie per quasi tutta la storia dell'universo."

Ci sono due spiegazioni probabili dietro la formazione del mini-alone.

Una è che ci siano buchi neri supermassicci al centro delle galassie all'interno di un cluster che possono emettere flussi di particelle ad alta energia nello spazio. Tuttavia, gli astronomi stanno ancora cercando di capire come queste particelle possano migrare lontano dal buco nero per creare una così gigantesca nuvola di particelle, mantenendo così tanta energia.

La seconda spiegazione sono le collisioni di particelle cosmiche. Questo avviene quando particelle cariche all'interno del plasma caldo del cluster di galassie collidono a velocità vicine a quella della luce, frammentandosi in particelle altamente energetiche che possono essere osservate dalla Terra.

Questa nuova scoperta fornisce un raro sguardo a com'erano i cluster di galassie subito dopo la loro formazione, dicono gli astronomi.

Non solo mostra che i cluster di galassie sono stati pervasi da queste particelle ad alta energia per miliardi di anni più di quanto precedentemente noto, ma permette anche agli astronomi di studiare da dove provengono queste particelle ad alta energia.

Questo suggerisce che buchi neri e/o collisioni di particelle ad alta energia hanno arricchito l'ambiente dei cluster di galassie molto prima del previsto, mantenendoli energizzati per miliardi di anni.

Con lo sviluppo di telescopi più nuovi, come il Square Kilometer Array (SKA), gli scienziati saranno in grado di rilevare segnali ancora più deboli ed esplorare ulteriormente il ruolo dei campi magnetici, dei raggi cosmici e dei processi energetici nello shaping dell'universo, dicono gli astronomi.

"Stiamo appena scalfendo la superficie di quanto fosse energetico l'universo primordiale", ha detto Hlavacek-Larrondo. "Questa scoperta ci offre una nuova finestra su come crescano ed evolvano i cluster di galassie, guidati sia dai buchi neri che dalla fisica delle particelle ad alta energia."

Maggiori informazioni: Un mini-alone radio in un massiccio cluster di galassie core a z = 1.709, The Astrophysical Journal Letters (2025). Su Arxiv: doi.org/10.48550/arXiv.2506.19901

Informazioni sulla rivista: Astrophysical Journal Letters , arXiv

Fornito da Università di Montreal