Gli scienziati hanno osservato una grande quantità di gas freddo e neutro nelle regioni esterne del centro di una galassia primordiale, indicando che questa parte dell’evoluzione di una galassia potrebbe essere più complessa di quanto si credeva, un comunicato stampa rivela.

Le osservazioni della giovane galassia A1689-zD1, effettuate con l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), hanno mostrato anche fuoriuscite di gas caldo dal centro galattico.

Il James Webb Telescope farà presto seguito con nuove osservazioni della galassia nascente, fornendo una visione senza precedenti della formazione delle prime galassie.

Alla scoperta dei misteri dell’universo primordiale

I risultati, illustrati in un articolo pubblicato su La rivista Astrophysical Journal, ha gettato nuova luce sul processo di evoluzione galattica, aiutandoci a comprendere il processo attraverso il quale la Via Lattea è diventata la complessa struttura a spirale che è oggi.

“A1689-zD1 si trova nell’Universo primordiale – solo 700 milioni di anni dopo il Big Bang. È l’epoca in cui le galassie stavano appena iniziando a formarsi”, ha dichiarato Hollis Akins, studente universitario di astronomia al Grinnell College e autore principale del nuovo lavoro.

“Quello che vediamo in queste nuove osservazioni è la prova di processi che possono contribuire all’evoluzione di quelle che chiamiamo galassie normali rispetto alle galassie massicce”, ha continuato Akins. “E soprattutto, si tratta di processi che in precedenza non credevamo si applicassero a queste galassie normali”.

Il team ha utilizzato il ricevitore incredibilmente sensibile della banda 6 di ALMA per mettere a fuoco un alone di gas carbonico che si estende ben oltre il centro della galassia. Questo tipo di alone è comune nelle galassie primordiali e potrebbe fornire la prova di una formazione stellare in corso.

“Il gas di carbonio che abbiamo osservato in questa galassia si trova tipicamente nelle stesse regioni del gas idrogeno neutro, che è anche il luogo in cui tendono a formarsi nuove stelle”, ha detto Akins. “Se questo è il caso di A1689-zD1, la galassia è probabilmente molto più grande di quanto si pensasse. È anche possibile che questo alone sia un residuo di precedenti attività galattiche, come fusioni che hanno esercitato complesse forze gravitazionali sulla galassia, portando all’espulsione di molto gas neutro a queste grandi distanze”.

Akins afferma che la prima evoluzione della galassia è stata probabilmente molto dinamica in entrambi i casi. Inoltre, il team ritiene che questa scoperta, finora non osservata, possa essere comune e applicabile a molte altre galassie.

James Webb presto rivelerà di più

Questo potrebbe avere implicazioni significative per la nostra comprensione della formazione galattica, soprattutto perché la giovane galassia A1689-zD1 è stata osservata per la prima volta dal telescopio spaziale Hubble prima che le osservazioni radio di ALMA scoprissero i nuovi dettagli. Le osservazioni di ALMA, a loro volta, sono state aiutate dalla lente gravitazionale, una tecnica con cui i telescopi vengono puntati su aree vicine a grandi corpi celesti per utilizzare la distorsione della luce e scrutare ancora più a fondo nell’universo. Questa tecnica ha permesso agli scienziati del nuovo studio di osservare l’immagine ingrandita di nove volte rispetto alle osservazioni precedenti.

“L’emissione del gas carbonico in A1689-zD1 è molto più estesa di quella osservata con il telescopio spaziale Hubble, e questo potrebbe significare che le prime galassie non sono così piccole come sembrano”, ha dichiarato Seiji Fujimoto, ricercatore post-dottorato presso il Niels Bohr Institute’s Cosmic Dawn Center e co-autore dello studio.

“Se le galassie primordiali sono più grandi di quanto si pensasse, questo avrebbe un impatto notevole sulla teoria della formazione e dell’evoluzione delle galassie nell’Universo primordiale”, ha aggiunto Fujimoto.

Gli scienziati ritengono che la loro ricerca si aggiunga a un’entusiasmante mole di lavoro, dimostrando che l’universo primordiale è molto più complesso di quanto si pensasse in precedenza. Le osservazioni spettroscopiche e infrarosse di A1689-zD1 sono previste per il gennaio 2023, utilizzando l’unità di campo integrale (IFU) NIRSpec e il NIRCam del telescopio spaziale James Webb, che dovrebbe effettuare le sue prime osservazioni scientifiche quest’estate. La nuova ricerca potrebbe contribuire a cambiare completamente la nostra comprensione della formazione delle galassie e di come è nato il nostro pianeta.

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