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Gli astronomi hanno individuato una "fabbrica di stelle" straordinariamente attiva: in una galassia remota la nascita stellare procede 100-200 volte più velocemente rispetto a quella della nostra Via Lattea, un fatto che potrebbe aiutare a sciogliere l'enigma di come le galassie dell'Universo primordiale siano cresciute così in fretta.
La protagonista è la galassia indicata come MACS0416_Y1 (abbreviata talvolta in Y1), situata a un redshift di circa 8,3 (il redshift è lo spostamento della luce verso lunghezze d'onda più lunghe, causato dall'allontanamento di oggetti cosmici): nel caso specifico significa che vediamo la sua luce com'era oltre 13 miliardi di anni fa.
Dentro la galassia che "scotta". Utilizzando il radiotelescopio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) - un radiotelescopio composto da 66 antenne situato nelle Ande cilene, progettato per osservare l'Universo nelle onde millimetriche e submillimetriche - il team guidato da Tom Bakx (della Chalmers University of Technology, Svezia) ha misurato, tra l'altro, la temperatura della polvere cosmica all'interno della galassia — una polvere che risulta "surriscaldata" rispetto a galassie analoghe.
La galassia Y1 e i suoi dintorni visti dal telescopio spaziale NIRCAM del James Webb Space Telescope (blu e verde) e da ALMA (rosso). © NASA, ESA, CSA (JWST), T. Bakx/ALMA (ESO/NRAO/NAOJ)
laboratorio cosmico. Nello studio si segnala una temperatura della polvere di circa 90 K (-180 °C), che è tutt'altro che fredda per standard cosmici e decisamente più elevata di quella tipica delle galassie distanti finora osservate. Una delle ragioni per cui questa scoperta è così significativa è che le condizioni ambientali in cui si formavano le prime generazioni di stelle erano molto diverse da quelle oggi osservate nell'Universo locale: densità di gas e polvere, intensità dei campi di radiazione, composizione chimica erano tutti elementi del tutto differenti rispetto allo stato attuale. In tal senso, MACS0416_Y1 fornisce un "laboratorio" rarissimo per studiare quei primi momenti cosmici.
Una nursery molto attiva. Secondo i dati, Y1 genera stelle al ritmo stimato di oltre 180 masse solari all'anno, un tasso che la colloca come una delle fabbriche di stelle più estreme conosciute. Per confronto, la Via Lattea produce una stima di circa 1 massa solare all'anno. Il gruppo di ricerca ritiene che questi episodi di forte formazione stellare, seppure brevi, possano essere stati molto più comuni nelle prime centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang.
Non è solo il tasso di formazione ad attirare l'attenzione, ma anche la quantità di polvere e metalli (elementi più pesanti dell'idrogeno e dell'elio) presenti: in Y1 la massa della polvere stimata raggiunge diversi milioni di masse solari, un valore sorprendentemente alto per una galassia così giovane.
Questo porta a mettere in discussione alcuni modelli standard di evoluzione galattica, che non prevedono che una galassia, in pochi decine di milioni di anni, possa produrre tanta polvere e metalli.
Uno sguardo all'Universo primordiale. Uno scenario proposto dal team guidato da Yoichi Tamura (Università di Nagoya, Giappone) è che Y1 abbia già avuto una generazione stellare precedente, poco visibile oggi, che abbia generato la polvere osservata. In altre parole: per spiegare la quantità di polvere e metalli, non basta l'episodio in corso — deve esserci stato un "pre‐burst" o attività stellare precoce e intensa.
Grazie alle osservazioni ad alta risoluzione di ALMA si è avuta la conferma che Y1 non è un oggetto ordinario, ma appartiene a una classe estremamente attiva, forse tipica delle galassie di "prima generazione" nell'Universo. Il ricercatore Bakx ha dichiarato: «Stiamo guardando indietro a un'epoca in cui l'Universo produceva stelle molto più velocemente di oggi».
Altre implicazioni. Infine, questa scoperta – oltre a descrivere un singolo oggetto eccezionale – potrebbe avere implicazioni più ampie: se galassie come Y1 erano relativamente comuni nell'Universo primordiale, potrebbero spiegare la rapida crescita delle galassie osservate a redshift elevato e aiutare a risolvere il problema della "polvere in eccesso" rispetto ai modelli standard. Una piccola quantità di polvere calda può infatti essere luminosa quanto quantità molto maggiori di polvere fredda, e ciò potrebbe alterare la nostra percezione della formazione stellare e dell'evoluzione chimica nelle galassie antiche.
Fotogallery Tanto tempo fa, in una galassia lontana lontana...
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