Galassie a disco rotante nell’universo primordiale

L'antica galassia "DLA0817g", soprannominata "disco di Wolfe" intitolata al defunto astronomo Arthur M. Wolfe, è la galassia a disco rotante più distante mai osservata.

1520

L’Universo è vecchio, secondo i calcoli più accreditati ha circa 13,8 miliardi di anni, e quasi tutte le galassie che lo compongono sono nate gradualmente, raggiungendo la loro enorme massa relativamente tardi.
Tuttavia una scoperta mette in discussione questa teoria. ALMA, il sistema Atacama Large Millimeter / submillimeter Array ha rilevato un’enorme disco rotante, una antica galassia nata quando l’universo aveva solo 1,5 miliardi di anni, la scoperta sfida i tradizionali modelli di formazione galattica.
L’antica galassia “DLA0817g“, soprannominata “disco di Wolfe” intitolata al defunto astronomo Arthur M. Wolfe, è la galassia a disco rotante più distante mai osservata. La potenza di ALMA ha permesso di osservare questo straordinario oggetto cosmico che ruota a 272 Km al secondo.
Mentre studi precedenti hanno accennato all’esistenza di queste galassie ruotanti a disco ricche di gas, grazie ad ALMA ora abbiamo prove inequivocabili che esistevano già 1,5 miliardi di anni dopo il Big Bang“, ha spiegato l’autore principale dello studio, Marcel Neeleman, dell’istituto di astronomi Max Planck di Heidelberg.
Come è nato il disco Wolfe?
La scoperta del disco di Wolfe rappresenta una sfida per molte simulazioni di formazione di galassie, che prevedono che le galassie massicce a quel punto dell’evoluzione del cosmo siano cresciute grazie alla fusione di piccole galassie e grumi di gas caldi.
La maggior parte delle galassie che troviamo nelle prime fasi dell’universo assomigliano a relitti perché sono state oggetto di continue fusioni, spesso violente“, ha spiegato Neeleman. “Queste fusioni a caldo rendono difficile formare dischi ben ordinati, rotanti e freddi, come osserviamo nel nostro universo attuale“.
Nella maggior parte degli scenari di formazione di galassie, queste iniziano a mostrare un disco ben ben delineato solo circa 6 miliardi di anni dopo il Big Bang. Il fatto che gli astronomi abbiano trovato una galassia a disco quando l’universo aveva solo poco più del dieci percento della sua età attuale, indica che devono essere entrati in gioco altri processi di crescita.
Pensiamo che il disco di Wolfe sia cresciuto principalmente grazie all’accrescimento costante a gas freddo“, ha dichiarato J. Xavier Prochaska, dell’Università della California, coautore del documento. “Tuttavia, rimane apert la domanda su come si sia assemblata una massa di gas così grande mantenendo un disco rotante relativamente stabile“.

Formazione stellare

Il team ha usato il Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) della National Science Foundation e il NASA / ESA Hubble Space Telescope per indagare sulla formazione delle stelle nel disco di Wolfe. Nelle lunghezze d’onda radio, ALMA ha osservato i movimenti della galassia e la massa di gas e polveri, mentre il VLA ha misurato la quantità di massa molecolare, il carburante per la formazione delle stelle. Alla luce UV, Hubble ha osservato stelle enormi.
Il tasso di formazione stellare nel disco di Wolfe è almeno dieci volte superiore a quello della nostra galassia“, ha spiegato Prochaska. “Deve essere una delle galassie a disco più produttive nell’universo primordiale”.
La scoperta del disco di Wolfe risale al 2017 ad opera di ALMA. Neeleman e il suo gruppo hanno scoperto la galassia esaminando la luce proveniente da un quasar più distante. La luce del quasar è stata assorbita mentre attraversava un enorme serbatoio di idrogeno gassoso che circonda la galassia, ed è così che si è stata scoperta. Anziché cercare la luce diretta da galassie estremamente luminose, ma più rare, gli astronomi hanno usato questo metodo di per trovare galassie più deboli e più “normali” nell’universo primordiale.
Il fatto che abbiamo trovato il Disco di Wolfe usando questo metodo, ci dice che appartiene alla normale popolazione di galassie presenti nell’universo primordiale“, ha spiegato Neeleman. “Quando le nostre più recenti osservazioni con ALMA hanno sorprendentemente dimostrato che sta ruotando, ci siamo resi conto che le galassie a disco rotante precoci non sono così rare come pensavamo e che dovrebbero essercene molte di più là fuori“.
Questa osservazione incarna il modo in cui la nostra comprensione dell’universo viene migliorata con la sensibilità avanzata che ALMA offre alla radioastronomia“, ha dichiarato Joe Pesce, direttore del programma di astronomia della National Science Foundation, che finanzia il telescopio. “ALMA ci consente di fare nuove scoperte inaspettate con quasi ogni osservazione“.
Questa ricerca è apparsa il 20 maggio 2020 sulla rivista Nature.
Fonte: Phys.org 

---L'articolo continua dopo la pubblicità---