Nuove prove sulle galassie luminose nell’universo primordiale

Questa immagine mostra molti oggetti sovrapposti a varie distanze. Essi includono stelle in primo piano, galassie in un ammasso di galassie e galassie di sfondo distorte dietro l'ammasso di galassie. Lo sfondo dello spazio è nero. Migliaia di piccole galassie appaiono nell'immagine. I loro colori variano. Alcune sono tonalità di arancione, altre sono bianche. La maggior parte appare come ovali sfocate, ma alcune hanno braccia spiraliformi distintive. Davanti alle galassie ci sono diverse stelle in primo piano. La maggior parte appare blu con diffrazione, formando forme a stella a otto punte. Alcune sembrano grandi quanto le galassie che appaiono accanto a loro. Una stella molto luminosa è leggermente decentrata. Ha otto lunghe diffrazioni blu. Al centro dell'immagine, tra le 4 e le 6 in punto nelle diffrazioni della stella luminosa, ci sono diverse galassie bianche luminose. Queste sono membri dell'ammasso di galassie. Ci sono anche molti archi sottili e lunghi arancioni. Seguono cerchi concentrici invisibili che si curvano intorno al centro dell'immagine. Queste sono immagini di galassie di sfondo che sono state allungate e distorte dall'ammasso di galassie in primo piano.
Risulta che ci sono più galassie luminose nell’universo primordiale di quanto ci si aspettasse. (NASA, ESA, CSA, STScI)

Gli astronomi hanno recentemente annunciato nuove prove riguardanti il numero di galassie luminose presenti nell’universo primordiale, soprattutto nei primi 600 milioni di anni dopo il Big Bang. Inizialmente, le osservazioni del telescopio spaziale Hubble avevano indicato un numero superiore a quanto previsto, ma le osservazioni effettuate dalla Terra non confermavano questa valutazione. Tuttavia, le nuove osservazioni condotte con il telescopio spaziale James Webb (JWST) sembrano supportare l’analisi originale di Hubble.

Le galassie prese in considerazione provengono dal più ampio sondaggio BoRG (Brightest of Reionizing Galaxies) condotto con il telescopio Hubble. Queste galassie sono state selezionate da 200 diverse prospettive per garantire che il campione fosse rappresentativo e non limitato a una singola osservazione fortunata. La distanza delle galassie è stata determinata in base ai loro colori, misurati dal JWST attraverso lo spettro di luce emesso da esse. Questo ha confermato che oltre il 50% delle galassie BoRG proviene effettivamente dall’universo remoto.

La dottoressa Sofía Rojas Ruiz dell’UCLA, che ha presentato questo studio alla 32a Assemblea Generale dell’Unione Astronomica Internazionale in Sudafrica, ha sottolineato l’importanza di comprendere il processo di reionizzazione nell’universo primordiale. Questo periodo, che ha avuto inizio circa 400.000 anni dopo il Big Bang, è caratterizzato dal passaggio degli atomi di idrogeno da uno stato ionizzato a uno neutro, rendendo l’universo opaco.

Le prime stelle e galassie che si sono formate hanno emesso intensa luce ultravioletta, ri-ionizzando l’idrogeno neutro e contribuendo così al processo di reionizzazione. Le galassie BoRG, simili ai Borg di Star Trek, hanno giocato un ruolo fondamentale in questo processo, essendo responsabili della ionizzazione dell’idrogeno neutro attraverso la loro emissione luminosa.

Le nuove ricerche hanno evidenziato che, nonostante la luminosità complessiva, la popolazione di galassie luminose è estremamente diversificata. Queste galassie non solo generano stelle a un ritmo elevato costante, ma mostrano anche esplosioni di formazione stellare. Questa diversità di storie di formazione stellare fornisce un quadro dettagliato dell’universo primordiale.

La presenza di un gran numero di galassie luminose con differenti storie di formazione stellare suggerisce che il processo di reionizzazione potrebbe essere avvenuto in modo più uniforme rispetto a quanto precedentemente ipotizzato. La dottoressa Rojas Ruiz ha sottolineato che il JWST sembra confermare le prime osservazioni di Hubble riguardo alla presenza di un elevato numero di galassie luminose nell’universo primordiale.

Infine, Rojas Ruiz ha evidenziato le sfide legate all’osservazione astronomica infrarossa dalla Terra, sottolineando che potrebbe essere difficile individuare specifiche popolazioni di galassie luminose a causa della presenza di contaminanti nell’infrarosso. La dottoressa Rojas Ruiz è anche coinvolta nel progetto Bringing Astronomy to Rural Communities of Colombia (BARCo), promosso dall’Ufficio per l’Astronomia per lo Sviluppo dell’Unione Astronomica Internazionale.

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