Tre articoli, disponibili qui, qui e qui, pubblicati sulla rivista “The Astrophysical Journal” riportano vari aspetti di uno studio sull’epoca della reionizzazione e portano prove che le prime galassie hanno trasformato l’universo da un luogo opaco all’attualre luogo in cui la luce si diffonde. Ricercatori del team EIGER guidati da Simon Lilly del Politecnico federale di Zurigo, Svizzera, hanno usato il telescopio spaziale James Webb assieme ad alcuni telescopi al suolo per osservare galassie primordiali trovando regioni trasparenti attorno ad esse grazie alla reionizzazione del gas.
L’epoca della reionizzazione è stato un periodo cruciale nella storia dell’universo in cui l’idrogeno, che nel primo periodo di vita dell’universo era neutro, venne separato in protoni ed elettroni. L’idrogeno neutro bloccava la luce percià la reionizzazione trasformò l’universo da un luogo buio a uno illuminato dalla luce delle stelle primordiali. Gli astronomi stanno cercando di individuare le cause di quel processo.
Il progetto EIGER (Emission-line galaxies and Intergalactic Gas in the Epoch of Reionization) ha proprio lo scopo di studiare il gas intergalattico e le galassie nell’epoca della reionizzazione. Gli astronomi stanno da tempo cercare di ricostruire quell’evento cruciale per l’universo e i loro sospetti sono caduti sull’attività delle galassie primordiali.
Il team di Simon Lilly ha sfruttato il quasar J0100+2802, un nucleo galattico attivo alimentato da un buco nero supermassiccio circondato da materiali scaldati al punto da generare potentissime emissioni elettromagnetiche. Il problema è riuscire a esaminare l’area attorno a quasar primordiali e il team EIGER ha combinato le osservazioni di diversi telescopi per sfruttare la luminosità del quasar per studiare galassie in quell’area di spazio.
L’immagine (NASA, ESA, CSA, Simon Lilly (ETH Zurich), Daichi Kashino (Nagoya University), Jorryt Matthee (ETH Zurich), Christina Eilers (MIT), Rongmon Bordoloi (NCSU), Ruari Mackenzie (ETH Zurich). Elaborazione Alyssa Pagan (STScI), Ruari Mackenzie (ETH Zurich)) mostra le galassie osservate in questo studio, che vediamo com’erano quando l’universo aveva 900 milioni di anni.
Il telescopio spaziale James Webb è stato progettato per studiare l’universo primordiale e lo strumento NIRCam (Near-Infrared Camera) ha fornito un notevole aiuto in questo studio. I dati spettrografici sono stati combinati con osservazioni dell’area attorno al quasar J0100+2802 condotte con i telescopi Keck, VLT e Magellan per ottenere informazioni preziose sulla composizione e sullo stato del gas intergalattico in quell’area.
Il risultato è stato la scoperta che le galassie primordiali illuminate dal quasar J0100+2802 sono generalmente circondate da regioni trasparenti con un raggio attorno ai due milioni di anni luce. In sostanza, gli astronomi hanno visto quelle galassie mentre rendevano lo spazio circostante trasparente ionizzando il gas intergalattico alla fine dell’era della reionizzazione.
Le giovani galassie osservate in questo studio sono ancora in fase di formazione, con forme ancora irregolari. In quella situazione caotica, c’è una notevole formazione stellare e ci si aspetta che vi siano molte supernove a causa della notevole massa di quelle stelle. Ciò è importante perché potrebbe confermare che quegli eventi generarono l’energia che ionizzò il gas intergalattico causando la reionizzazione dell’universo.
I ricercatori intendono continuare questo tipo di studio cercando galassie in altre cinque aree in cui circondano un quasar. Il telescopio spaziale James Webb ha fornito risultati superiori alle aspettative con le galassie attorno al quasar J0100+2802 perciò ci sono buone speranze di ottenere nuove conferme che le giovani galassie resero l’universo trasparente e quindi luminoso.
