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La scoperta di massicce galassie primordiali sfida la precedente comprensione dell’universo
Sei enormi galassie scoperte nell’Universo primordiale stanno ribaltando ciò che gli scienziati avevano precedentemente compreso sulla loro formazione.
“Questi oggetti sono molto più massicci di quanto ci si aspettasse”, ha detto Joel Leja, assistente professore di astronomia e astrofisica alla Penn State, che ha ricostruito la forma luminosa degli oggetti. “Ci saremmo aspettati infatti di trovare solo minuscole e giovani, insomma baby-galassie in questo stadio dell’evoluzione dell’Universo, ed invece abbiamo scoperto galassie mature come la nostra in quella che in precedenza era considerata l’alba dell’Universo”.
Utilizzando il primo set di dati rilasciato dal James Webb Space Telescope della NASA, il team internazionale di scienziati ha scoperto oggetti maturi come la Via Lattea quando l’Universo aveva solo il 3% della sua età attuale, circa 500-700 milioni di anni dopo il Big Bang. Il telescopio è dotato di strumenti di rilevamento a infrarossi in grado di catturare la luce emessa dalle stelle e dalle galassie più antiche. In sostanza, il telescopio consente agli scienziati di vedere indietro nel tempo circa 13,5 miliardi di anni, vicino all’inizio dell’Universo come lo conosciamo, ha spiegato Leja.
“Questo è il nostro primo sguardo così indietro, quindi è importante mantenere un approccio il più possibile ampio su ciò che stiamo vedendo”, ha detto Leja. “Mentre i dati indicano che si tratta probabilmente di galassie, penso che ci sia una reale possibilità che alcuni di questi oggetti si rivelino buchi neri supermassicci oscurati. Indipendentemente da ciò, la quantità di massa che abbiamo scoperto significa che la massa nota nelle stelle in questo periodo del nostro universo è fino a 100 volte più grande di quanto avessimo pensato in precedenza. Anche se dimezziamo il campione, questo è comunque un cambiamento sorprendente”.
In un articolo pubblicato il 22 febbraio su Nature , i ricercatori dimostrano che le sei galassie sono molto più massicce di quanto ci si aspettasse e mettono in discussione ciò che gli scienziati avevano precedentemente compreso sulla formazione delle galassie proprio all’inizio dell’universo.
“La rivelazione che la massiccia formazione di galassie è iniziata molto presto nella storia dell’universo sconvolge ciò che molti di noi pensavano fosse una scienza consolidata”, ha detto Leja. “Abbiamo chiamato informalmente questi oggetti ‘distruttori di universi’, e finora sono stati all’altezza del loro nome.”
Leja ha spiegato che le galassie scoperte dal team sono così massicce da essere in contraddizione con il 99% dei modelli per la cosmologia. Spiegare una quantità così elevata di massa richiederebbe l’alterazione dei modelli per la cosmologia o la revisione della comprensione scientifica della formazione delle galassie nell’Universo primordiale , secondo cui le galassie iniziarono come piccole nuvole di stelle e polvere che gradualmente si ingrandirono nel tempo. Entrambi gli scenari richiedono un cambiamento fondamentale nella nostra comprensione di come è nato l’universo, ha aggiunto.
“Abbiamo esaminato l’universo primordiale per la prima volta e non avevamo idea di cosa avremmo trovato”, ha detto Leja. “Si scopre che abbiamo trovato qualcosa di così inaspettato che in realtà crea problemi per la scienza. Mette in discussione l’intero quadro della prima formazione delle galassie “.
Il 12 luglio, la NASA ha rilasciato le prime immagini a colori e dati spettroscopici dal James Webb Space Telescope. Il più grande telescopio a infrarossi nello spazio, Webb è stato progettato per vedere la genesi del cosmo, la sua alta risoluzione gli consente di vedere oggetti troppo vecchi, distanti o deboli per il telescopio spaziale Hubble.
“Quando abbiamo ottenuto i dati, tutti hanno iniziato a immergersi e gli oggetti enormi sono saltati fuori molto velocemente”, ha detto Leja. “Abbiamo iniziato a modellare e abbiamo cercato di capire cosa fossero, perché erano così grandi e luminosi. Il mio primo pensiero è stato che avevamo commesso un errore e lo avremmo trovato e saremmo andati avanti con le nostre vite. Ma dobbiamo ancora trovare quell’errore, nonostante molti tentativi.”
Leja ha spiegato che un modo per confermare la scoperta del team sarebbe quello di acquisire un’immagine dello spettro delle galassie massicce . Ciò fornirebbe al team dati sulle vere distanze, e anche sui gas e altri elementi che costituivano le galassie. Dovremo quindi aspettare di ottenere altri dati dalle indagini del JWST
Gli altri coautori dell’articolo sono Elijah Mathews e Bingjie Wang della Penn State, Ivo Labbe della Swinburne University of Technology, Pieter van Dokkum della Yale University, Erica Nelson della University of Colorado, Rachel Bezanson della University of Pittsburgh, Katherine A. Suess dell’Università della California e della Stanford University, Gabriel Brammer dell’Università di Copenhagen, Katherine Whitaker dell’Università del Massachusetts e dell’Università di Copenhagen, e Mauro Stefanon dell’Universitat de Valencia.
Fonte: Pennsylvania State University Nature: www.nature.com/articles/s41586-023-05786-2
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