La prima galassia conosciuta offre indizi sull’universo primordiale

Di Will Dunham

WASHINGTON (Reuters) – Gli astronomi hanno scoperto quella che potrebbe essere la prima e la più lontana galassia mai osservata, quella che si è formata relativamente poco dopo l’evento del Big Bang che ha segnato l’origine dell’universo e che potrebbe essere popolata dalla nuova prima generazione di stelle.

La galassia, chiamata HD1, risale a poco più di 300 milioni di anni dopo il Big Bang avvenuto circa 13,8 miliardi di anni fa, hanno detto i ricercatori giovedì. Le osservazioni suggeriscono che HD1 abbia formato stelle a una velocità sbalorditiva – forse circa 100 nuove stelle all’anno – o che invece ospitasse quello che sarebbe stato il primo buco nero supermassiccio conosciuto, hanno aggiunto.

A causa del tempo impiegato dalla luce per percorrere immense distanze – 5,9 trilioni di miglia (9,5 trilioni di km) in un anno – osservare oggetti come HD1 equivale a scrutare indietro nel tempo. Se i dati fossero confermati da osservazioni future, HD1 soppianta quella chiamata GN-z11 come la prima galassia conosciuta di circa 100 milioni di anni. HD1 sarebbe considerata la prima e la più lontana entità astronomica conosciuta.

I ricercatori hanno utilizzato i dati dei telescopi delle Hawaii e del Cile e del telescopio spaziale Spitzer in orbita. Sperano di ottenere maggiore chiarezza utilizzando il James Webb Space Telescope, che diventerà operativo entro pochi mesi dal lancio da parte della NASA a dicembre.

“Le informazioni osservative sull’HD1 sono limitate e altre proprietà fisiche rimangono un mistero, inclusa la sua forma, massa totale e metallicità”, ha affermato l’astrofisico dell’Università di Tokyo Yuichi Harikane, autore principale della ricerca che descrive in dettaglio la scoperta pubblicata sull’Astrophysical Journal.

La metallicità si riferisce alla proporzione di materiale diverso dai gas idrogeno ed elio che erano presenti nell’universo primordiale.

“La difficoltà è che questo è quasi il limite delle capacità degli attuali telescopi in termini sia di sensibilità che di lunghezza d’onda”, ha aggiunto Harikane.

Le galassie sono vasti assemblaggi di stelle e materia interstellare legati dall’attrazione gravitazionale, come la Via Lattea in cui risiede il nostro sistema solare. Le prime galassie, sorte da 100 milioni a 150 milioni di anni dopo il Big Bang, erano meno massicce e più dense di quelle esistenti oggi, con molte meno stelle.

I ricercatori hanno detto che HD1, con una massa forse 10 miliardi di volte maggiore del nostro sole, potrebbe essere stata popolata con la prima generazione di stelle. Si ipotizza che queste cosiddette stelle di Popolazione III siano estremamente massicce, luminose, calde e di breve durata, composte quasi esclusivamente da idrogeno ed elio.

“Dopo il Big Bang, alcune regioni dello spazio sono finite per essere più dense di altre, e questo ha attratto progressivamente più materia. Questo effetto ha creato grandi concentrazioni di gas, alcune delle quali sono collassate per formare stelle”, ha detto l’astrofisico Fabio Pacucci del Center for Astrophysics -Harvard & Smithsonian, autore principale di uno studio correlato https://academic.oup.com/mnrasl/advance-article-abstract/doi/10.1093/mnrasl/slac035/6564647?redirectedFrom=fulltext nella rivista Monthly Notice of the Lettere della Royal Astronomical Society.

Elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio erano assenti nelle fasi iniziali dell’universo, forgiati in seguito all’interno delle prime stelle e poi vomitati nello spazio interstellare quando sono esplosi alla fine del loro ciclo vitale.

È stato osservato che HD1 possiede un’estrema luminosità ultravioletta. Le stelle di Popolazione III potrebbero emettere più luce UV rispetto alle stelle ordinarie, con HD1 che potrebbe “subire uno starburst molto improvviso”, ha detto Pacucci.

Una spiegazione alternativa per la luminosità UV potrebbe essere un buco nero supermassiccio circa 100 milioni di volte più massiccio del nostro sole situato all’interno di HD1, ha aggiunto Pacucci. Molte galassie, inclusa la Via Lattea, hanno buchi neri supermassicci al centro. Finora, il primo di questi conosciuto era datato a circa 700 milioni di anni dopo il Big Bang.

Le prime stelle e galassie hanno aperto la strada a quelle esistenti oggi.

“Le prime galassie … erano un milionesimo della massa della Via Lattea e molto più dense. Un modo per considerarle è come i mattoni nel progetto di costruzione delle galassie odierne, come la nostra Via Lattea”, Harvard Il fisico teorico dell’università e coautore dello studio Avi Loeb ha detto.

(Segnalazione di Will Dunham; Montaggio di Lisa Shumaker)

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