Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” riporta i risultati delle osservazioni della galassia primordiale catalogata come JADES-GS-z13-1. Un team di ricercatori ha usato il telescopio spaziale James Webb per esaminare questa galassia, stimando che risale a circa 330 milioni di anni dopo il Big Bang. La sorpresa è arrivata dalle analisi spettroscopiche con la cosiddetta radiazone Lyman-alfa, emessa negli ultravioletti dall’idrogeno in circostanze specifiche, perché era molto più forte di quanto ci si aspetterebbe da una galassia di quell’epoca.
Nel corso del suo primo miliardo di anni di vita, l’universo era oscuro a causa dell’idrogeno neutro che assorbiva le emissioni delle stelle primordiali. Roberto Maiolino dell’Università di Cambridge e dello University College London, uno degli autori di questo studio, ha paragonato quella situazione a una densa nebbia di idrogeno neutrale.
L’universo divenne il luogo luminoso che conosciamo grazie alla reionizzazione, il processo che portò l’idrogeno a essere ionizzato. Per questo motivo, gli astronomi si aspettano di vedere emissioni dell’idrogeno nella banda ultravioletta del tipo chiamato Lyman-alfa intense solo in galassie che vediamo com’erano dopo la fine dell’epoca della reionizzazione. La radiazone Lyman-alfa rilevata nella galassia JADES-GS-z13-1 risulta perciò sorprendente.
Le osservazioni della galassia JADES-GS-z13-1 sono state condotte all’interno dell’indagine James Webb Space Telescope Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), che ha individuato anche quella che al momento è la galassia più lontana conosciuta. Lo strumento NIRCam (Near-Infrared Camera) è stato utilizzato per catturare le immagini e per le stime iniziali delle distanze degli oggetti rilevati mentre lo strumento NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) ha fornito le ulteriori informazioni che hanno portato tra le altre cose a stime precise delle distanze.
L’esame delle tracce lasciate nelle emissioni elettromagnetiche possibile grazie a NIRSpec ha permesso di individuare l’intensa radiazone Lyman-alfa. Si tratta di un’emissione ultravioletta ma lo spostamento verso il rosso è stato tale a causa dell’enorme distanza coperta da essere rilevato dalla Terra nell’infrarosso vicino.
Almeno per il momento possono solo essere fatte ipotesi sull’origine di quell’intensa radiazone Lyman-alfa. Una possibilità è che siano state le prime stelle dell’universo, molto più grandi e massicce di quelle che si sono formate nelle epoche successive, a ionizzzare l’idrogeno così presto. Un’altra possibilità è che la galassia JADES-GS-z13-1 contenesse un nucleo galattico attivo alimentato da un buco nero supermassiccio primordiale già in grado di ionizzare l’idrogeno in una vasta area di spazio.
I ricercatori intendono condurre nuove osservazioni mirate della galassia JADES-GS-z13-1 per ottenere nuove informazioni nella speranza di trovare l’origine dell’intensa radiazone Lyman-alfa. Si tratterebbe di un risultato importante all’interno delle ricerche sull’epoca della reionizzazione, un periodo cruciale nella storia dell’universo.
Tre articoli pubblicati nel giugno 2023 sulla rivista “The Astrophysical Journal” riportavano vari aspetti di uno studio sull’epoca della reionizzazione e portavano prove che le prime galassie hanno trasformato l’universo da un luogo opaco all’attuare luogo in cui la luce si diffonde. Lo studio della galassia JADES-GS-z13-1 potrebbe aggiungere altre prove e forse anche trovare le tracce della prima generazione di stelle dell’universo. Il telescopio spaziale James Webb sta offrendo risultati che stanno portando progressi nel campo dell’astronomia e possiamo aspettarcene altri.
L’immagine in basso (ESA/Webb, NASA, CSA, STScI, J. Olmsted (STScI), S. Carniani (Scuola Normale Superiore), P. Jakobsen) mostra i risultati delle rilevazioni spettroscopiche della galassia JADES-GS-z13-1 con le emissioni Lyman-alfa indicate dalla freccetta rossa.
