Una fusione galattica nell’infanzia dell’universo
Un team internazionale di ricercatori ha osservato la fusione più antica mai registrata di galassie, suggerendo che le stelle si sono sviluppate molto più velocemente e in modo più efficiente di quanto si pensasse in precedenza. Utilizzando il JWST, gli astronomi hanno potuto osservare l’oggetto massiccio così com’era 510 milioni di anni dopo il Big Bang, ovvero circa 13 miliardi di anni fa.
“Quando abbiamo condotto queste osservazioni, questa galassia era dieci volte più massiccia di qualsiasi altra galassia trovata in quell’epoca nell’Universo”, afferma il Dr. Kit Boyett, ricercatore presso l’ASTRO 3D e autore principale di uno studio pubblicato di recente su Nature Astronomy. Lo studio conta 27 autori provenienti da 19 istituzioni in Australia, Thailandia, Italia, Stati Uniti, Giappone, Danimarca e Cina.
La potenza osservativa del JWST
Il JWST, lanciato nel 2021, sta permettendo agli astronomi di vedere l’universo primordiale in modi che prima erano impossibili. Oggetti che apparivano come singoli punti di luce attraverso telescopi precedenti, come il telescopio spaziale Hubble, stanno rivelando la loro complessità.
“È incredibile vedere la potenza del JWST nel fornire una vista dettagliata delle galassie ai confini dell’universo osservabile e quindi indietro nel tempo”, afferma il Prof. Michele Trenti, leader del tema First Galaxies di ASTRO 3D e responsabile del nodo dell’Università di Melbourne. “Questo osservatorio spaziale sta trasformando la nostra comprensione della formazione delle prime galassie”, aggiunge il Prof. Trenti.
Una galassia in fase di fusione
Le osservazioni mostrano una galassia costituita da diversi gruppi con due componenti nel gruppo principale e una lunga coda, suggerendo una fusione in corso di due galassie in una più grande.
“La fusione non è ancora terminata. Possiamo dirlo dal fatto che vediamo ancora due componenti. La lunga coda è probabilmente prodotta da parte della materia scartata durante la fusione. Quando due cose si fondono, tendono a scartare parte della materia. Quindi, questo ci dice che c’è una fusione e questa è la fusione più lontana mai osservata”, spiega il Dr. Boyett.
Queste e altre osservazioni utilizzando il JWST stanno spingendo gli astrofisici a rivedere i loro modelli dei primi anni dell’Universo.
Una popolazione stellare complessa
Il team del Dr. Boyett ha scoperto che queste galassie erano in grado di accumulare massa così rapidamente fondendosi. Ma non è solo la dimensione delle galassie e la velocità con cui sono cresciute a sorprendere il Dr. Boyett. Il suo studio descrive per la prima volta la popolazione di stelle che costituisce le galassie in fusione, un altro dettaglio reso possibile dal JWST.
“Quando abbiamo confrontato la nostra analisi spettrale con le nostre immagini, abbiamo trovato due cose diverse. L’immagine ci diceva che la popolazione di stelle era giovane, ma la spettroscopia parlava di stelle piuttosto vecchie. Ma si scopre che entrambe sono corrette perché non abbiamo una popolazione di stelle ma due”, afferma Boyett.
“La vecchia popolazione è stata lì per molto tempo e ciò che crediamo accada è che la fusione delle galassie produca nuove stelle e questo è ciò che vediamo nell’imaging: nuove stelle sopra la vecchia popolazione.”
La maggior parte degli studi di questi oggetti molto lontani mostra stelle molto giovani, ma ciò è dovuto al fatto che le stelle più giovani sono più luminose e quindi la loro luce domina i dati di imaging. Il JWST, tuttavia, consente osservazioni così dettagliate che le due popolazioni possono essere distinte.
“È il fatto che la spettroscopia sia così dettagliata, possiamo vedere le caratteristiche sottili delle stelle vecchie che ci dicono che c’è più di quanto si pensi”, dice il Dr. Boyett.
Lo studio ha implicazioni significative per la modellazione attuale. “Le nostre simulazioni possono produrre un oggetto simile a quello che abbiamo osservato, all’incirca alla stessa età dell’universo e all’incirca della stessa massa, tuttavia, è incredibilmente raro. Così raro che ce n’è solo uno in tutto il modello. La possibilità che noi osserviamo quello con le nostre osservazioni, suggerisce quindi che siamo incredibilmente fortunati o che le nostre simulazioni sono sbagliate e questo tipo di oggetto è più comune di quanto pensiamo”, conclude il Dr. Boyett.