Questa è la galassia più antica e distante scoperta con il telescopio Webb: risale a 300 milioni di anni dopo il Big Bang

Utilizzando il telescopio spaziale James Webb, un team internazionale ha scoperto due galassie distanti e antichissime, risalenti a 300 milioni di anni dopo il Big Bang

Per due anni, un team internazionale di scienziati ha studiato l’Alba Cosmica, un periodo molto remoto che risale ai primi cento milioni di anni dopo il Big Bang, quando le prime galassie si formarono. Grazie al Telescopio Spaziale James Webb (JWST) della NASA, il team ha scoperto due delle galassie più antiche e distanti mai confermate.

Queste galassie esistono da soli 300 milioni di anni dopo il Big Bang, che rappresenta una scoperta fondamentale per comprendere l’universo primordiale. Brant Robertson, astronomo dell’Università della California-Santa Cruz e co-leader del team JADES, ha dichiarato:

Questa scoperta è completamente inaspettata e probabilmente sarà vista come la più significativa scoperta extragalattica con JWST fino ad oggi.

In uno degli articoli pubblicati, gli scienziati concludono:

Con le popolazioni di galassie ad alto redshift stabilite a meno di 300 milioni di anni dopo il Big Bang, abbiamo esteso la nostra visione nel passato cosmico del 40% nei primi diciotto mesi di operazioni del JWST.

Il “redshift” è un effetto causato dall’espansione dell’universo. Immaginate che la luce delle galassie lontane si allunghi come un elastico mentre viaggia verso di noi. In queste galassie appena scoperte, questo effetto è molto forte, allungando la luce di ben 15 volte. Questo spostamento trasforma la luce ultravioletta in luce infrarossa, che solo il JWST può vedere.

Come si formano le galassie?

Secondo la teoria moderna, le galassie si formano in regioni dove la gravità ha concentrato gas cosmico e materia oscura in grumi densi, chiamati “aloni”. Questi aloni si evolvono rapidamente nell’universo primordiale, fondendosi in grandi collezioni di materia. Gli astronomi cercano galassie sempre più antiche perché ogni scoperta ci avvicina a capire come l’universo si è sviluppato nei suoi primi momenti.

Le nuove galassie, trovate vicino all’Hubble Ultra Deep Field e confermate spettroscopicamente, sono ora conosciute come JADES-GS-z14-0 (la più distante) e JADES-GS-z14-1. Il professor Robertson le ha definite delle vere “gemme”:

Questa galassia è veramente una gemma e indica che ci sono altri tesori nascosti nell’universo primordiale.

Secondo la NASA, oltre a essere la più distante mai scoperta, JADES-GS-z14-0 è notevole per la sua grandezza e luminosità. Il JWST misura questa galassia a oltre 1.600 anni luce di diametro. Molte delle galassie più luminose emettono la loro luce grazie al gas che cade in un buco nero supermassiccio, creando un quasar. Tuttavia, il team ha scoperto che la luce di JADES-GS-z14-0 è prodotta da giovani stelle, viste le sue grandi dimensioni.

Gemme nascoste nell’universo

Quando il team JADES ha avvistato per la prima volta la massiccia galassia JADES-GS-z14-0 oltre un anno fa, non era chiaro se fosse veramente distante o semplicemente vicina a una galassia in primo piano. Ma nell’ottobre 2023, il team ha utilizzato la Near-Infrared Camera del JWST per cinque giorni interi su un solo campo, formando il “JADES Origins Field”. Con l’uso di filtri speciali, hanno confermato che JADES-GS-z14-0 era davvero molto lontana.

Inoltre, la galassia si trovava in una regione in cui il team aveva già effettuato immagini ultra-profonde con lo strumento Mid-InfraRed del JWST. Questi risultati hanno convinto il team a includere la galassia in una campagna di 75 ore di spettroscopia su deboli galassie primordiali. La spettroscopia ha confermato che JADES-GS-z14-0 era davvero una galassia da record e che anche JADES-GS-z14-1 era quasi altrettanto distante.

La combinazione dell’alta luminosità e dell’origine stellare rende JADES-GS-z14-0 una prova distintiva della rapida formazione di grandi galassie massicce nell’universo primordiale. Robertson ha sottolineato:

Avremmo potuto rilevare questa galassia anche se fosse stata 10 volte più debole, il che significa che potremmo vedere altri esempi ancora più antichi nell’universo, probabilmente nei primi 200 milioni di anni.

Il documento di Robertson, Earliest Galaxies in the JADES Origins Field: Luminosity Function and Cosmic Star-Formation Rate Density 300 Myr after the Big Bang, è stato accettato per la pubblicazione nell’Astrophysical Journal.

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Fonte: NASA

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