Unalontana galassiadaglialbori dell’universoè stata visualizzata com’era13,3 miliardi di anni fadagli strumenti deltelescopio spaziale James Webbin abbinamento con la fortunata coincidenza di un fenomeno fisico noto comelente gravitazionale.
Nelle prime fasi dopo ilBig Bangl’universo caldo e denso presentava un elevatissimo livello diionizzazione, con ifotoniche vengono continuamente emessi e riassorbiti da altre particelle. Passati380.000 anniesso iniziò a raffreddarsi attraversando quella che gli astronomi definisconoEra Oscura.
Elettroni e protoni iniziarono a combinarsi creandoidrogenoche prese ad addensarsi a causa della gravità; in questo scenario i fotoni venivano assorbiti dal gas stesso rendendo l’universoun luogo buiofino a quando proprio l’addensamento dei gasnon causò l’origine alleprime stellein quella denominataEra dellaReionizzazione, completatasi un miliardo di anni dopo il Big Bang.
JD1 è la più debole e fra le più antiche galassie mai osservate
Stabilirequali tipologie di galassie dominassero quell’eraè uno degli obiettivi più importanti della ricerca astronomica ma finora mancavano gli strumenti realmente adeguati a indagare in questo senso: tale limite viene finalmente superato grazie al telescopio spaziale Webb e alla sua capacità di analizzare con grande accuratezza nellaradiazione infrarossa.
Un team internazionale di ricercatori guidato da astrofisici dell’UCLApuò oggi confermare l’individuazione diJD1,la più debole galassia mai vista nell’universoprimordiale, appartenente alla tipologia di galassie che bruciarono in quella nebbia di atomi di idrogeno permettendo alla luce di risplendere attraverso l’universo, modellandolo nella forma in cui esiste oggi.
La maggior parte delle antiche galassie finora individuate dal James Webb Space Telescope èluminosae sebbene per altri aspetti si tratti di osservazioni importanti non è questo genere di oggetti a rappresentare la prima generazione di galassie che iniziò a perforare la nebbia di idrogeno, perché sonopiuttosto rare.
Secondo i ricercatori sono invece, per la loro numerosità, proprio le galassieultra-debolicome JD1 ad aver condotto il processo direionizzazione, consentendo allaluce ultraviolettadi viaggiare senza ostacoli attraverso il tessuto dellospaziotempo.
L’effetto lente gravitazionale si conferma una preziosissima opportunità di studio e scoperta
JD1 si trova dal nostro punto di vistadietro un grande ammassocomposto di diverse galassie chiamatoAbell 2744la cui forza gravitazionale riesce apiegare e amplificare la lucedi JD1: essa ci appare così di maggiori dimensioni e13 volte più luminosadi quanto sarebbe senza l’effetto lente gravitazionale. È anzi talmente debole e lontana che senza questo fortuito ausilio naturale non saremmo stati in grado di osservarla.
NIRSpec, lo spettrografo del telescopio Webb per le osservazioni nel vicino infrarosso, consente di determinare l’età precisa e la distanza dalla Terra di una galassia e fornisce informazioni anche sul numero di stelle che contiene e la quantità di polveri e particelle pesanti. La combinazione di questi dati con quelli di un altro strumento, ilNIRCam, ha rivelato dettagli più precisi sull’antica galassia, come i tre principali ammassi allungati di polveri e gas dove si stanno formando le stelle e di tracciarne la luce fino alla fonte e forma originale.
Le radiazioni ultraviolette delle prime stelleperforaronoil gas neutro primordiale
JD1 è unagalassia compatta, presenta dimensioni che sono appenauna frazione rispetto alle galassie più vecchiecome la nostra Via Lattea, nata 13,6 miliardi di anni fa. E considerando il tempo impiegato dalla luce per giungere fino a noi,vediamo JD1 come appariva 13,3 miliardi di anni fa, circa cinquecento milioni di anni dopo il Big Bang.
I ricercatori non nascondono l’entusiasmo per le possibilità offerte dal nuovo telescopio spaziale, prima del quale sarebbe stato impensabile poter confermare l’osservazione di una galassia tanto debole. Sfruttando le capacità di nuovi strumenti come il Webb e applicandoli a fenomeni come le lenti gravitazionali si sta riscrivendo la storia delle prime fasi di vita dell’universo.
Fonte:The nature of an ultra-faint galaxy in the cosmic dark ages seen with JWST,Nature(maggio 2023).
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