Utilizzando il telescopio spaziale James Webb, gli astronomi hanno osservato cinque ammassi protoglobulari estremamente densi lungo un arco sottilissimo di stelle. La scoperta potrebbe aiutarli a capire come si formarono le prime galassie.
Cosa sono gli ammassi protoglobulari
JWST ha individuato i cinque ammassi protoglobulari, ovvero sciami di milioni di stelle legate insieme dalla gravità, all’interno dell’arco delle Gemme Cosmiche, una galassia che si è formata appena 460 milioni di anni dopo il Big Bang.
L’arco delle Gemme Cosmiche prende il nome dal suo aspetto: se vista dal nostro sistema solare, la galassia tempestata di stelle sembra una mezzaluna sottile come un capello a causa della potente influenza gravitazionale di una galassia in primo piano, che ingrandisce e distorce l’aspetto della galassia lontana.
L’alba cosmica è il tempo che comprende il primo miliardo di anni dell’Universo. Circa 400 milioni di anni dopo il Big Bang, è iniziata l’epoca della reionizzazione, in cui la luce delle stelle nascenti ha privato l’idrogeno dei suoi elettroni, portando a un fondamentale rimodellamento delle strutture delle galassie.
Lo studio
“l’Universo Primordiale non è come ci aspettavamo“, ha detto la prima autrice dello studio, Angela Adamo, astronoma dell’Università di Stoccolma: “Le galassie sono più luminose, formano stelle a una velocità vertiginosa, e lo fanno in ammassi protoglobulari massicci e densi. Stiamo costruendo una nuova comprensione di come si sono formate le prime galassie”.
I ricercatori hanno pubblicato i loro risultati sulla rivista Nature.
Quando le stelle si formano, espellono materiale sotto forma di venti e getti di plasma ionizzato, un processo noto come feedback stellare.
“Per formare questi ammassi protoglobulari di 5 stelle, questa piccola galassia ha dovuto farlo con un’efficienza molto elevata“, ha detto Adamo: “Il feedback stellare proveniente dalle stelle negli ammassi stellari deve essere stato straordinario“.
Gli scienziati hanno scoperto l’arco delle Gemme Cosmiche nel 2018 utilizzando il telescopio spaziale Hubble. Di solito, le galassie risalenti a tempi così remoti emettono una luce troppo debole per essere rilevata dai telescopi, ma un fenomeno chiamato lente gravitazionale può aiutare gli astronomi a osservarli.
Come Einstein ha sottolineato nella sua teoria della relatività generale, la gravità è la curvatura e la distorsione dello spazio-tempo in presenza di materia ed energia. Questo spazio curvo, a sua volta, stabilisce le regole su come si muovono l’energia e la materia.
Questo significa che anche se la luce viaggia in linea retta, la luce può essere piegata e amplificata dalla presenza della gravità. In questo caso, la galassia SPT-CL J0615-5746 si trova tra l’arco delle Gemme Cosmiche e il nostro sistema solare, piegando e amplificando la luce della galassia primordiale in modo che possa essere vista dai telescopi.
Puntando JWST verso questa regione di spazio curvo, gli astronomi hanno osservato l’arco delle Gemme Cosmiche con un dettaglio senza precedenti, individuando i cinque ammassi protoglobulari annidati al suo interno. Hanno scoperto che gli ammassi protoglobulari erano incredibilmente densi, circa tre ordini di grandezza più densi delle regioni di formazione stellare osservate più vicino alla Terra.
Conclusioni
Gli ammassi protoglobulari sono tra i primi ad essere stati mai osservati, ma non è ancora chiaro se siano i primi ad esistere, ha detto Adamo.
“In linea di principio, mi aspetterei che la formazione stellare avvenga in modo raggruppato anche nelle galassie primordiali“, ha aggiunto: “Per formare massicci ammassi protoglobulari, la galassia ospite deve essere in grado di creare e trattenere abbastanza massa nel gas. Quindi tutto dipende dalla velocità con cui possono crescere le galassie primordiali“.
Per saperne di più sulle prime braci del cosmo nella regione, i ricercatori proseguiranno con un’analisi spettroscopica utilizzando il JWST. Questo consentirà agli astronomi di ricostruire le proprietà fisiche degli ammassi protoglobulari, limitare ulteriormente la loro età e tracciare l’impatto che le stelle degli ammassi hanno avuto sulla loro galassia più ampia.
