Gli scienziati hanno individuato la galassia più lontana di sempre

HD1, oggetto in rosso, appare al centro di un’immagine ingrandita. Credito: Kharane et al.

Un team internazionale di astronomi, compresi i ricercatori del Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, ha individuato l’oggetto astronomico più distante di sempre: una galassia.

Chiamata HD1, la galassia candidata si trova a circa 13,5 miliardi di anni luce di distanza ed è descritta giovedì nel Giornale astrofisico. In un documento di accompagnamento pubblicato nel Avvisi mensili delle lettere della Royal Astronomical Societygli scienziati hanno iniziato a ipotizzare esattamente cosa sia la galassia.

Il team propone due idee: HD1 potrebbe formare stelle a una velocità sbalorditiva ed è forse anche la sede delle stelle di Popolazione III, le primissime stelle dell’universo, che, fino ad ora, non sono mai state osservate. in alternativa, HD1 potrebbe contenere un buco nero supermassiccio circa 100 milioni di volte la massa del nostro Sole.

“Rispondere a domande sulla natura di una fonte così lontana può essere difficile”, afferma Fabio Pacucci, autore principale del libro MNRAS studio, coautore del documento di scoperta su ApJ, e un astronomo presso il Center for Astrophysics. “È come indovinare la nazionalità di una nave dalla bandiera che sventola, mentre si è lontani dalla riva, con la nave in mezzo a una burrasca e una fitta nebbia. Si possono forse vedere alcuni colori e forme della bandiera, ma non nella loro interezza . In definitiva è un lungo gioco di analisi ed esclusione di scenari non plausibili”.

HD1 è estremamente luminoso alla luce ultravioletta. Per spiegare questo, “alcuni processi energetici si stanno verificando lì o, meglio ancora, si sono verificati alcuni miliardi di anni fa”, dice Pacucci.

All’inizio, la presunta HD1 era una galassia starburst standard, una galassia che sta creando stelle a un ritmo elevato. Ma dopo aver calcolato quante stelle stava producendo HD1, hanno ottenuto “un tasso incredibile: HD1 formerebbe più di 100 stelle ogni anno. Questo è almeno 10 volte superiore a quello che ci aspettiamo per queste galassie”.

Fu allora che il team iniziò a sospettare che HD1 potesse non formare stelle normali e quotidiane.

“La prima popolazione di stelle che si è formata nell’universo era più massiccia, più luminosa e più calda delle stelle moderne”, afferma Pacucci. “Se assumiamo che le stelle prodotte in HD1 siano queste prime, o le stelle di Popolazione III, le sue proprietà potrebbero essere spiegate più facilmente. In effetti, le stelle di Popolazione III sono in grado di produrre più luce UV rispetto alle stelle normali, il che potrebbe chiarire l’estremo luminosità ultravioletta di HD1.”

Gli scienziati hanno individuato la galassia più lontana di sempre

Timeline mostra i primi candidati galattici e la storia dell’universo. Credito: Wonderane et al., NASA, EST e P. Oesch/Yale.

Un buco nero supermassiccio, tuttavia, potrebbe anche spiegare l’estrema luminosità di HD1. Mentre divora enormi quantità di gas, fotoni ad alta energia possono essere emessi dalla regione intorno al buco nero.

Se così fosse, sarebbe di gran lunga il primo buco nero supermassiccio conosciuto dall’umanità, osservato molto più vicino nel tempo al Big Bang rispetto all’attuale detentore del record.

“HD1 rappresenterebbe un bambino gigante nella sala parto dell’universo primordiale”, afferma Avi Loeb, astronomo del Center for Astrophysics e coautore del MNRAS studia. “Rompe il più alto spostamento verso il rosso del quasar mai registrato di quasi un fattore due, un’impresa notevole”.

HD1 è stato scoperto dopo oltre 1.200 ore di osservazione con il telescopio Subaru, il telescopio VISTA, il telescopio a infrarossi del Regno Unito e il telescopio spaziale Spitzer.

“È stato un lavoro molto duro trovare l’HD1 tra più di 700.000 oggetti”, afferma Yuichi Gazzene, un astronomo dell’Università di Tokyo che ha scoperto la galassia. “Il colore rosso di HD1 corrispondeva sorprendentemente bene alle caratteristiche attese di una galassia a 13,5 miliardi di anni luce di distanza, dandomi un po’ di pelle d’oca quando l’ho trovato”.

Il team ha quindi condotto osservazioni di follow-up utilizzando l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) per confermare la distanza, che è 100 milioni di anni luce in più rispetto a GN-z11, l’attuale detentore del record per la galassia più lontana.

Utilizzando il telescopio spaziale James Webb, il team di ricerca osserverà presto ancora una volta HD1 per verificarne la distanza dalla Terra. Se i calcoli attuali si rivelano corretti, HD1 sarà la galassia più lontana e più antica mai registrata.

Le stesse osservazioni consentiranno al team di approfondire l’identità di HD1 e confermare se una delle loro teorie è corretta.

“Formatosi poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang, un buco nero nell’HD1 deve essere cresciuto da un enorme seme a una velocità senza precedenti”, afferma Loeb. “Ancora una volta, la natura sembra essere più fantasiosa di noi.”


Gli astronomi affrontano un enorme buco nero nel cuore della Via Lattea, Sagittario A*


Maggiori informazioni:
A Search for H-Dropout Lyman Break Galassie a z~12-16, arXiv:2112.09141 [astro-ph.GA] arxiv.org/abs/2112.09141 , Accettato per la pubblicazione in Lettere MNRAS.

Le sorgenti di abbandono di z∼13 appena scoperte sono galassie o quasar starburst?, arXiv:2201.00823 [astro-ph.GA] arxiv.org/abs/2201.00823 , Accettato per la pubblicazione in ApJ.

Fornito da Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics

Citazione: Gli scienziati hanno individuato la galassia più lontana di sempre (2022, 7 aprile) recuperata il 7 aprile 2022 da https://phys.org/news/2022-04-scientists-farthest-galaxy.html

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