Per la prima volta gli scienziati sono riusciti a spiegare il mistero dietro l’insolita composizione chimica di una galassia ricca di azoto, chiamata GN-z11, tra le più distanti dell’Universo. Il modello teorico all’avanguardia stabilito dalla ricerca innovativa potrebbe essere la chiave per una migliore comprensione dell’Universo.
L’insolita composizione chimica della galassia GN-z11
Il professor Chiaki Kobayashi del Centro per la ricerca astrofisica (CAR) dell‘Università dell’Hertfordshire ha guidato la ricerca innovativa utilizzando i dati raccolti dal James Webb Space Telescope (JWST).
La galassia studiata dal professor Kobayashi si chiama GN-z11, “localizzata” appena 440 milioni di anni dopo il Big Bang. Tuttavia, gli spettri rilevati dal JWST hanno indicato che la galassia ricca di azoto hanno sorpreso molti scienziati, rimasti altresì colpiti dalla sua composizione chimica.
Durante il Big Bang sono stati prodotti solo elementi leggeri, mentre il carbonio e gli elementi più pesanti sono stati generati nelle stelle e distribuiti nel mezzo interstellare, quando le stelle muoiono dopo 13,8 miliardi di anni di tempo cosmico.
Finora una delle ipotesi avanzate per spiegare la presenza di così tanto azoto nella galassia GN-z11 era la possibile produzione di elementi da parte di una stella supermassiccia, da 50.000 a 100.000 volte più massiccia del nostro Sole.
La ricerca del professor Kobayashi tuttavia non ha solo smentito l’ipotesi delle stelle supermassicce e forse anche dei resti di un buco nero supermassiccio. Invece, ha stabilito un nuovo mezzo per comprendere le galassie primordiali.
Il Professor Chiaki Kobayashi, ha voluto precisare : “La galassia GN-z11 non ci parla di una stella insolita ma di un episodio insolito della vita galattica. Abbiamo scoperto che le galassie primordiali hanno una formazione stellare ‘esplosiva’ , che causa questo insolita composizione chimica“.
GN-z11: una galassia primordiale
“Nel breve periodo del nostro modello, stimato in solo un milione di anni, l’abbondanza di azoto è molto più elevata di quella di ossigeno. Il nostro modello teorico, che non richiede alcuna fonte speciale di arricchimento, proprio come nel caso delle stelle comuni come nella nostra galassia, prevede anche tutte le abbondanze elementari, che non siamo in grado di rilevare nemmeno con il miglior telescopio che abbiamo adesso”, ha evidenziato Kobayashi.
Il modello teorico delle stelle burst aiuta a sbloccare la nostra comprensione dell’Universo primordiale: “Nel nostro modello, la galassia GN-z11 sta sperimentando una formazione stellare intermittente, e stelle morenti piuttosto massicce chiamate stelle Wolf-Rayet stanno producendo questo particolare elemento, l’azoto, prima che i principali elementi pesanti come l’ossigeno siano prodotti dalle supernovae”, ha aggiunto il Professore.
L’archeologia extragalattica
“Ciò in cui crediamo, e questo è incredibilmente emozionante per tutti coloro che studiano il nostro Universo, è che questo modello stia assistendo a una fase evolutiva altamente significativa per le galassie“, ha continuato.
Passando al futuro e al significato della scoperta per l’astrofisica, il Professor Kobayashi ha spiegato: “Vorremmo vedere molte più galassie come la GN-z1, con una composizione chimica insolita”.
“Ci piacerebbe anche vedere più elementi in queste galassie oltre all’azoto e all’ossigeno. Poiché diversi elementi sono prodotti da diversi tipi di stelle su varie scale temporali, i modelli di abbondanza degli elementi sono la documentazione fossile per comprendere la storia dell’Universo. Io chiamo questo avvicinarsi all’archeologia extragalattica“, ha concluso il Professore.
Rilevare le anomalie chimiche, come quelle che caratterizzano GN-z11, prodotte da più esplosioni potrebbe non essere facile poiché l’evoluzione chimica procede abbastanza rapidamente, cancellando così questa firma su scale temporali brevi.
Questo scenario è anche coerente con la presenza di forti deflussi guidati da radiazioni, necessari per eliminare la polvere prodotta dalle stelle osservate in galassie primordiali come GN-z11. A spostamenti verso il rosso inferiori, la polvere cosmica può invece accumularsi all’interno delle galassie, il che potrebbe corrispondere alle galassie polverose osservate.
