L’apparente crisi nei nostri modelli dell’universo, causata dalle galassie incredibilmente grandi poco dopo il Big Bang, potrebbe non essere affatto una crisi, secondo un nuovo studio. Gli autori hanno concluso che le dimensioni delle galassie in questione potrebbero non essere così grandi come inizialmente stimato.
Il JWST ha svelato un universo primordiale che, sebbene non corrisponda esattamente alle nostre aspettative, non è così diverso da mettere in crisi la fisica. Le immagini straordinarie catturate dal JWST hanno notevolmente ampliato la nostra comprensione dei pianeti che orbitano intorno alle stelle vicine. Tuttavia, il maggiore impatto del JWST sulla scienza potrebbe essere rappresentato dalla scoperta ripetuta di galassie evolute in modo inaspettato nei primi cento milioni di anni dopo il Big Bang.
Queste galassie sono passate da essere considerate semplici anomalie a costituire un grande enigma, con alcuni esperti che parlano di una crisi in cosmologia, da affiancare a quella generata dai contrastanti calcoli sul tasso di espansione dell’universo. Prima di giungere alla conclusione che i nostri modelli sulla formazione delle galassie o sull’età dell’universo siano fondamentalmente errati, è necessario verificare se le dimensioni di queste galassie sono effettivamente così grandi.
Un ampio team, guidato dalla studentessa laureata dell’Università del Texas ad Austin, Katherine Chworowsky, ha affermato che le galassie in questione potrebbero non contenere abbastanza stelle per costituire un problema. Secondo Chworowsky e i suoi collaboratori, il problema risiede nel fatto che i buchi neri stanno contribuendo alla luminosità di queste prime galassie, e gli astronomi hanno erroneamente interpretato questa luce come proveniente da stelle aggiuntive.
I buchi neri formano dischi di accrescimento intorno a loro, dove il movimento rapido delle particelle genera la brillantezza dei gas. Chworowsky e il suo team sostengono che questo fenomeno non è stato adeguatamente considerato in passato. Gli autori indicano prove di abbondante idrogeno in rapido movimento in queste prime galassie, esattamente ciò che si osserva quando il gas spirala in un buco nero supermassiccio.
Il team ha calcolato il contributo di questi dischi di accrescimento alla luminosità osservata. Sottraendo questo contributo dalle osservazioni, hanno scoperto che le dimensioni delle galassie sono la metà di quanto stimato da altri a una certa distanza, e un terzo ancora più lontano. Questi valori sono superiori alle aspettative, ma non del tutto in contrasto con le previsioni degli astronomi.
Questi calcoli presentano diverse possibili fonti di errore, come ad esempio le stime dello spostamento verso il rosso di una galassia per determinarne la distanza e quindi l’epoca in cui stiamo osservando. Tuttavia, il team ha utilizzato due metodi per effettuare queste stime e ha riscontrato una stretta concordanza nella maggior parte dei casi.
Altri aspetti che potrebbero complicare la situazione sono più difficili da risolvere, come le ipotesi sui bozzoli di materia oscura intorno a queste galassie, un argomento particolarmente complesso data la nostra limitata comprensione del comportamento della materia oscura. Tuttavia, i risultati sollevano almeno la possibilità che il problema che preoccupava i cosmologi potrebbe non essere reale.
Il coautore Professor Steve Finkelstein ha dichiarato: “Quindi, in definitiva, non c’è alcuna crisi in termini del modello standard di cosmologia. Ogni volta che una teoria ha resistito alla prova del tempo per così tanto tempo, sono necessarie prove schiaccianti per scartarla definitivamente, e questo semplicemente non è il caso in questo contesto”.
Tuttavia, sarebbe un universo noioso se tutto potesse essere spiegato perfettamente, e anche dopo questo aggiustamento, il team riconosce che il JWST ha individuato circa il doppio delle galassie massicce rispetto a quanto possa essere facilmente spiegato. Ciò non significa che non vi siano spiegazioni possibili per questo fenomeno.
Chworowsky ha suggerito: “Forse nell’universo primordiale, le galassie erano più efficienti nel trasformare il gas in stelle. Se qualche fenomeno dell’epoca accelerava la condensazione del gas fino all’inizio della fusione in modo più rapido rispetto agli scenari moderni, il problema potrebbe essere risolto completamente. Tuttavia, è necessario spiegare la natura di questo fenomeno, e diverse ipotesi sono già state avanzate, considerando quanto fosse più denso l’universo prima di espandersi alle dimensioni attuali”.
Lo studio è stato pubblicato sull’Astrophysical Journal.
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