La scoperta di tre misteriosi oggetti di colore rosso intenso ed estremamente luminosi ai confini dell’Universo conosciuto conferma che siamo profondamente sbagliati sul modo in cui crediamo che nascano ed evolvano le galassie e i loro buchi neri supermassicci.
Un team internazionale di astronomi, guidato da ricercatori della Penn State University, ha appena identificato con lo strumento NIRSpec a bordo del James Webb Space Telescope tre oggetti misteriosi nell’Universo primordiale, tra 600 e 800 milioni di anni dopo il Big Bang, quando il cosmo era appena il 5% della sua età attuale. La scoperta è stata appena pubblicata su ‘Astrophysical Journal Letters’. Dopo aver analizzato le caratteristiche della luce emessa da questi oggetti, i ricercatori hanno trovato le tracce di stelle “vecchie”, risalenti a centinaia di milioni di anni, molto più antiche di quanto si ritenesse possibile in un Universo così giovane. Ma la sua sorpresa non è finita qui. Gli scienziati, infatti, hanno scoperto anche enormi buchi neri supermassicci all’interno di questi oggetti, e hanno stimato che le loro masse siano tra 100 e 1.000 volte maggiori di quella di Sagittarius A* , il buco nero centrale della nostra galassia e la cui massa è equivalente a quella di quattro milioni di suole. Gli attuali modelli cosmologici non contemplano l’esistenza di nulla di osservato dal team della Penn State e stabiliscono che sia le galassie che i loro buchi neri centrali crescono insieme e necessitano di diversi miliardi di anni per diventare ciò che sono osservati.
“Abbiamo confermato – dice Bingjie Wang, autore principale dell’articolo – che (questi oggetti) sembrano essere pieni di stelle antiche (centinaia di milioni di anni) in un Universo che ha solo tra 600 e 800 milioni di anni. Sorprendentemente, questi oggetti detengono il record per i primi segnali dell’antica luce stellare. Era del tutto inaspettato trovare stelle così vecchie in un universo così giovane. “I modelli standard della cosmologia e della formazione delle galassie hanno avuto un incredibile successo, ma questi oggetti luminosi non si adattano ad essi.” Questa classe di oggetti massicci ai margini dell’Universo sono stati rilevati per la prima volta nel luglio 2022, dopo la pubblicazione delle prime immagini ufficiali da parte di James Webb. La scoperta fu pubblicata pochi mesi dopo su “Nature”. Da lì, i ricercatori hanno utilizzato i nuovi dati per tracciare un quadro più chiaro di come apparivano quelle galassie e di cosa c’era esattamente al loro interno. In questo modo, non solo è stato confermato che gli oggetti erano in realtà galassie già “mature” subito dopo la nascita dell’Universo, ma sono anche state trovate prove dell’esistenza di buchi neri supermassicci sorprendentemente grandi e di una popolazione di stelle sorprendentemente antica. “È tutto molto confuso“, ha detto Joel Leja, coautore di entrambi gli articoli. È possibile “forzare” questo nel nostro attuale modello dell’Universo, ma solo se ricorriamo a qualche formazione esotica e incredibilmente veloce all’inizio dei tempi. “Questo è, senza dubbio, l’insieme di oggetti più peculiari e interessanti che abbia mai visto in tutta la mia carriera.”
Gli autori dello studio erano anche perplessi dalle dimensioni incredibilmente piccole di questi oggetti, appena poche centinaia di anni luce, circa 1.000 volte più piccoli della nostra Via Lattea, nonostante contengano un numero simile di stelle. Secondo Leja, se prendessimo la Via Lattea e la comprimessimo alle dimensioni delle galassie appena scoperte, la stella più vicina al Sole si troverebbe all’interno del nostro Sistema Solare, e a non più di quattro anni luce di distanza, come avviene. E Sagittarius A*, il buco nero supermassiccio al centro della nostra galassia, che si trova a circa 26.000 anni luce da noi, si troverebbe a soli 26 anni luce dalla Terra e sarebbe visibile a occhio nudo come un enorme e luminosissimo anello di luce. ”Queste galassie primordiali – continua Leja – sono ricche di stelle, stelle che devono essersi formate in un modo che non abbiamo mai visto, in condizioni che mai ci aspetteremmo e durante un periodo in cui non ci saremmo mai aspettati di vederle. E per qualche ragione, l’Universo ha smesso di produrre oggetti come questi dopo solo un paio di miliardi di anni. Sono esclusivi dell’Universo primordiale”. Ora, i ricercatori si stanno preparando a fare ulteriori osservazioni che, dicono, potrebbero aiutare a spiegare alcuni dei misteri di questi oggetti. ”Abbiamo – conclude Leja – tutti questi pezzi del puzzle e si incastrano solo se ignoriamo il fatto che alcuni di essi si stanno rompendo. Questo problema richiede genio, un’idea nuova che finora è sfuggita a noi, a tutti i nostri collaboratori e all’intera comunità scientifica.“
Fonte:
https://phys.org/news/2023-02-discovery-massive-early-galaxies-defies.html
