39 antenate delle galassie ellittiche massicce scoperte nell’universo primordiale


Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” riporta la scoperta di 39 galassie nell’universo primordiale. Un team di ricercatori ha combinato dati di diversi telescopi per individuare un gruppo di galassie risalenti ai primi due miliardi di anni dopo il Big Bang che erano risultate invisibili a precedenti osservazioni nelle loro aree condotte a frequenze ottiche. Il loro studio potrebbe offrire nuove informazioni sull’evoluzione delle galassie, dei buchi neri supermassicci al loro centro e anche sulla distribuzione della materia oscura.

Strumenti costruiti negli ultimi decenni hanno permesso agli astronomi di esplorare l’universo primordiale ma anch’essi hanno i loro limiti. C’era il sospetto che vi fossero galassie invisibili a strumenti come il telescopio spaziale Hubble non solo a causa della loro distanza ma anche perché sono massicce e di conseguenza contengono molta polvere che blocca parecchie lunghezze d’onda elettromagnetiche. Per questo motivo, un team dell’istituto di astronomia dell’Università di Tokio ha provato a usare altri strumenti sensibili a lunghezze d’onda elettromagnetiche in grado di passare attraverso la polvere.

Il Professor Kotaro Kohno, uno degli autori della ricerca, ha spiegato che lui e i suoi colleghi hanno avuto i primi sospetti dell’esistenza di quelle galassie nell’universo primordiale grazie ai dati agli infrarossi del telescopio spaziale Spitzer della NASA, che avevano individuato 63 oggetti. Per avere una conferma, hanno usato il radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), inaugurato nel marzo 2013, perché è ideale per captare le emissioni debole e distorte dall’allontanamento relativo alla Terra di galassie nell’universo primordiale e ha rilevato emissioni da 39 dei 63 oggetti studiati. Ulteriori dati sono stati ricavati usando il VLT (Very Large Telescope) dell’ESO in Cile.

Tao Wang, il primo autore di questa ricerca, ha spiegato che studi precedenti avevano trovato galassie nell’universo primordiale in cui c’era un’attività estrema di formazione stellare ma la loro popolazione è piuttosto limitata. Nelle galassie che ha scoperto assieme ai suoi colleghi la formazione è meno intensa ma è comunque superiore a quella delle cosiddette galassie starburst, un fattore importante per lo studio della storia dell’universo e della formazione delle galassie.

L’immagine (Cortesia Wang et al. / The University of Tokyo/CEA/NAOJ. Tutti i diritti riservati) mostra un’immagine catturata dal telescopio spaziale Hubble parte dell’indagine CANDELS (Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey) con 4 piccoli riquadri in cui non c’è nulla ma nelle stesse aree il radiotelescopio ALMA ha individuato altrettante galassie mostrate nei riquadri sulla destra con i numeri corrispondenti.

Le 39 galassie scoperte sono massicce e ciò vuol dire che al loro interno c’è una densità di stelle maggiore che nella Via Lattea. I loro abitanti possono godersi un cielo notturno spettacolare ma solo grazie alle stelle relativamente vicine perché la polvere interstellare oscurera le stelle lontane. I buchi neri supermassicci hanno probabilmente masse proporzionali a quelle delle loro galassie perciò ci si può aspettare che superino di gran lunga i 4 milioni di masse solari del buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea.

David Elbaz, un altro degli autori della ricerca, ha spiegato che mantenendo il ritmo di formazione stellare osservato, le galassie scoperte diventeranno la prima popolazione di galassie ellittiche massicce dell’universo. Ciò è già successo oltre 11 miliardi di anni fa ma la luce che ci mostra quel processo deve ancora arrivare. Il problema è che quelle galassie sono inaspettatamente abbondanti e c’è anche il problema che i nostri modelli riguardanti la materia oscura rendono difficile spiegare la formazione di galassie così massicce in un’era così remota.

Per capire la discrepanza tra i modelli e la scoperta di quelle 39 galassie saranno necessarie osservazioni mirate, con la difficoltà di avere lunghezze d’onda elettromagnetiche limitate su cui lavorare. Tao Wang ha spiegato che la mancanza di lunghezze d’onda ottiche rende molto difficile gli studi spettroscopici che servono a indagare sulle popolazioni stellari e sulla composizione chimica delle galassie. È un altro caso in cui servirà il telescopio spaziale James Webb, sperando che finalmente venga lanciato nel 2021.

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