Un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal” descrive uno studio sulla galassia MACS0416_Y1. Un team di ricercatori guidato dal professor Yoichi Tamura dell’Università giapponese di Nagoya ha usato il radiotelescopio ALMA per osservare una galassia che vediamo com’era circa 13,2 miliardi di anni fa. La scoperta sorprendente è la quantità notevole di polvere interstellare presente al suo interno, spiegata con due intensi periodi di formazione stellare avvenuti circa 300 milioni e 600 milioni di anni dopo il Big Bang con una fase di tranquillità tra di essi.
Lo studio delle stelle più antiche dell’universo include anche quello della polvere che si è formata dopo che sono esplose in supernove espellendo elementi pesanti nello spazio interstellare. Quelle polveri ed elementi come l’ossigeno finiscono per formare nuove generazioni di stelle ma anche di pianeti, per rilevare quelle più antiche quando sono presenti in nubi interstellari è necessario osservare galassie primordiali dalle quali sono rilevabili frequenze elettromagnetiche come le onde radio. Per questo motivo uno strumento come il radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, inaugurato nel marzo 2013, con la sua potenza e sensibilità è ideale per studi di questo tipo.
Nel marzo 2017 un articolo pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal Letters” riportava l’osservazione di polvere interstellare nella galassia A2744_YD4, la più lontana osservata con il radiotelescopio ALMA. La galassia MACS0416_Y1 ha un’età simile ma gli studi condotti avevano fornito risultati improbabili perché il colore della luce rilevata usando i telescopi spaziali Hubble e Spitzer e il VLT dell’ESO tra gli ultravioletti e gli infrarossi lontani suggeriva che le stelle al suo interno avessero un’età di circa 4 milioni di anni e allo stesso tempo la quantità di polvere era troppa per essersi formata in un tempo molto breve dal punto di vista astronomico.
Ken Mawatari dell’Università di Tokyo, un altro membro del team che ha condotto questa ricerca, ha definito questa situazione una crisi del bilancio della polvere commentando il fatto che parecchie idee sono state proposte per superarla. I modelli attuali di formazione stellare non sembravano adeguati a quel tipo di situazione e alla fine ne è stato creato una nuovo che però non è realmente rivoluzionario, nel senso che spiega le caratteristiche della galassia MACS0416_Y1 senza la necessità di ipotesi estreme che divergerebbero molto dalle nostre conoscenze della vita delle stelle nell’universo odierno.
Il modello creato dai ricercatori comprende due periodi di intensa formazione stellare nella galassia MACS0416_Y1: il primo iniziato circa 300 milioni di anni dopo il Big Bang e durato circa 100 milioni di anni seguito da un periodo di tranquillità rotto dal secondo periodo di intensa formazione stellare circa 600 milioni di anni dopo il Big Bang. In sostanza, con ALMA possiamo osservare l’inizio del secondo periodo con la polvere generata dalle stelle nate nel primo periodo, una combinazione che ha fornito una stima dell’età delle stelle apparentemente incompatibile con la quantità di polvere.
Avishai Dekel della Hebrew University ha proposto qualche tempo fa la teoria chiamata dell’accrescimento da flusso freddo in cui una galassia cresce raccogliendo gas attorno ad essa nel corso della sua formazione ma ciò può avvenire in due fasi separate da un lungo periodo di stasi. Questa possibilità è ancora in fase di studio perciò è ancora presto per capire se nella galassia A2744_YD4 possa essere avvenuto un processo di quel tipo. Lo studio di galassie primordiali è utile per le ricerche sulle prime stelle ma anche per quelle sull’evoluzione delle galassie in generale. Le umili polveri interstellari hanno un ruolo cruciale nella formazione di stelle e pianeti perciò continueranno a essere studiate, anche con gli strumenti di nuova generazione che verranno attivati nei prossimi anni.
