Il radiotelescopio ALMA è stato utilizzato per la prima volta per misurare l’Effetto Sunyaev-Zel’dovich termico puntandolo sull’ammasso galattico RX J1347.5-1145, distante circa 5 miliardi di anni luce dalla Terra. Quest’effetto è dovuto ai fotoni della radiazioni cosmica di fondo che interagiscono con elettroni ad alte energie a causa della loro temperatura. Si tratta di misurazioni utili a ottenere informazioni sulla posizione e distribuzione di densi ammassi galattici come quello studiato in questo caso.

La radiazione cosmica di fondo, indicata con gli acronimi inglesi CMB o CMBR, è il residuo delle primissime fasi di vita dell’universo ed è considerata una delle prove del Big Bang. Nel corso dei decenni, vari satelliti sono stati costruiti per rilevarla con precisione crescente. Nel maggio 2009, l’ESA lanciò un suo satellite, il Planck Surveyor, e nel marzo 2013 ha presentato la miglior mappa finora creata della radiazione cosmica di fondo grazie alle sue rilevazioni.

Quando le microonde che costituiscono la radiazione cosmica di fondo passano attraverso ammassi galattici i fotoni interagiscono con gli elettroni ad alte energie che trovano sulla loro strada con la conseguenza che la loro energia aumenta leggermente. Quest’effetto venne ipotizzato per la prima volta nel 1969 da Rashid Sunyaev e Yakov Zel’dovich, due fisici e astronomi che lavorarono assieme ai tempi dell’URSS. L’effetto che prese i loro nomi venne osservato per la prima volta nel 1983.

L’ammasso galattico RX J1347.5-1145 è uno dei più massicci e uno dei più luminosi ai raggi X tra quelli conosciuti. stato studiato nel corso dell’indagine Cluster Lensing And Supernova survey with Hubble (CLASH) compiuta tra il 2010 e il 2013 utilizzando il telescopio spaziale Hubble. In quel caso, i ricercatori erano interessati agli effetti di lente gravitazionale generati da ammassi come questo grazie alla loro enorme gravità complessiva, tale da deviare la luce.

Nell’immagine viene mostrato l’ammasso galattico RX J1347.5-1145 fotografato dal telescopio spaziale Hubble con l’Effetto Sunyaev-Zel’dovich termico mostrato in blu. La distribuzione dell’energia dei fotoni della radiazione cosmica di fondo appare come un calo di temperatura alle lunghezze d’onda osservate dal radiotelescopio ALMA, con la conseguenza che c’è un’area scura al suo centro.

Questo studio è stato condotto mettendo assieme osservazioni effettuate con il telescopio spaziale Hubble con altre effettuate con il radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array). Inaugurato nel marzo 2013, è al momento il radiotelescopio più potente del mondo e i ricercatori lo stanno usando per una gamma di studi sempre più vasta.