Due articoli, uno pubblicato sulla rivista “The Astrophysical Journal” e uno (link al file in formato PDF) su “Nature Astronomy”, riportano altrettante ricerche su molecole rilevate nell’universo primordiale grazie al radiotelescopio ALMA. Un team guidato dall’astronoma Sreevani Jarugula dell’Università dell’Illinois, negli USA, ha rilevato la presenza di acqua nella galassia SPT0311-58, distante circa 12,88 miliardi di anni luce dalla Terra la più lontana mai rilevata in una galassia senza un nucleo galattico attivo. Un team guidato da Maximilien Franco della University of Hertfordshire, nel Regno Unito, ha rilevato la presenza di acido fluoridrico nella galassia NGP–190387, distante circa 12 miliardi di anni luce dalla Terra. In questo caso, la scoperta è importante anche perché i meccanismi di produzione del fluoro non sono molto chiari e rilevarne la presenza quando l’universo aveva circa 1,4 miliardi di anni indica che le cosiddette stelle di Wolf–Rayet devono costituire un’importante fonte di quest’elemento.
Negli ultimi anni gli astronomi hanno scoperto la presenza di acqua non solo in molti pianeti e lune del sistema solare ma anche in tante altre regioni qua e là nell’universo. In sostanza, sappiamo che oggi è comune nell’universo, un risultato importante anche per la ricerca di forme di vita simili a quelle terrestri, ma non è chiaro quando sia diventata comune. L’articolo pubblicato su “The Astrophysical Journal” indica che, quando l’universo aveva “solo” un miliardo di anni, nella galassia SPT0311-58 si era formata acqua a sufficienza da essere rilevata dal radiotelescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), inaugurato nel marzo 2013.
La galassia SPT0311-58 è in realtà una coppia di galassie avvolte da un alone di materia oscura. Questa coppia è stata scoperta nel 2017 utilizzando anche rilevazioni del radiotelescopio ALMA possibili grazie a una lente gravitazionale che ha ingrandito la sua lontanissima immagine. Si tratta della galassia più massiccia conosciuta nell’universo primordiale e ciò ha stimolato ulteriori studi che hanno portato anche alla rilevazione di acqua e di monossido di carbonio.
L’immagine (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Dagnello (NRAO)) mostra una combinazione di polvere (in rosso), acqua (in blu) e monossido di carbonio in tre lunghezze d’onda diverse (rosa/violetto), mostrate singolarmente nei pannelli a destra, nella galassia SPT0311-58 vista dal radiotelescopio ALMA.
La presenza di ossigeno e carbonio per formare acqua e monossido di carbonio indica che molte stelle erano nate e morte quando l’universo aveva un miliardo di anni. La presenza d’acqua così presto nella storia dell’universo conferma che è molto comune e offre indizi sulla formazione stellare di quell’epoca che continua a essere al centro di vari studi. Quelle stelle primordiali produssero vari elementi che formarono diverse molecole.
L’acido fluoridrico, o fluoruro di idrogeno, è composto da fluoro e idrogeno ma i meccanismi di produzione del fluoro non sono chiari. Alcuni elementi vengono prodotti normalmente dalle stelle ma altri richiedono condizioni particolari per essere prodotti e il fluoro è uno di questi. L’articolo pubblicato su “Nature Astronomy” indica che fluoro esisteva nella galassia NGP–190387 circa 12 miliardi di anni fa.
Esistono diverse condizioni in cui, almeno in teoria, può avvenire la formazione del fluoro ma in alcuni casi sono necessari miliardi di anni. La rilevazione ottenuta con il radiotelescopio ALMA nella galassia NGP–190387 di fluoro combinato con l’idrogeno nell’acido fluoridrico mostra la presenza di fluoro quando l’universo aveva circa 1,4 miliardi di anni. Ciò significa che dev’essere stato prodotto da un processo relativamente rapido. Secondo gli autori di questo studio, la fonte più probabile è costituita dalle cosiddette stelle di Wolf–Rayet, stelle di massa molto elevata che consumano il loro idrogeno in pochissimi milioni di anni.
Anche la galassia NGP–190387 può essere studiata grazie a una lente gravitazionale che ne ingrandisce l’immagine. La scoperta sorprendente della presenza di fluoro offre altre informazioni sull’attività di galassie primordiali e sulla formazione di elementi al loro interno. L’ELT (Extremely Large Telescope) in fase di costruzione in Cile permetterà altri studi con la rilevazione della luce delle stelle della galassia NGP–190387 e di altre galassie primordiali per capire ancor meglio quella fase della storia dell’universo.
