10 Ago 2019 Massicce Galassie Primordiali Mai Viste Prima
Il radiotelescopio ALMA ha permesso di individuate 39 galassie massicce risalenti a ben 10 miliardi di anni fa e invisibili fino ad oggi. Una simile, ricca popolazione di galassie nascoste sfida la nostra comprensione del giovane Universo. I risultati sono pubblicati su Nature.
Grazie all’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), gli astronomi hanno identificato 39 nuove galassie distanti 10 miliardi di anni luce, così fioche da non essere visibili nelle relative immagini profonde del telescopio Hubble. Gli oggetti sono 10 volte più numerosi rispetto alle galassie remote individuate da Hubble, di massa analoga ma brillanti in luce visibile. Secondo il team le galassie scoperte sono le progenitrici delle attuali galassie ellittiche giganti.
Nessuna teoria relativa all’evoluzione del cosmo prevede una popolazione così ricca di massicce galassie primordiali, in grado di formare rapidamente stelle. “Studi precedenti hanno consentito di scoprire nel giovane Universo galassie estremamente attive nella formazione stellare, ma la loro popolazione è piuttosto limitata”, afferma Tao Wang dell’University of Tokyo, a guida dello studio. “La formazione stellare nelle galassie che abbiamo identificato è meno intensa, ma sono 100 volte più abbondanti rispetto a quelle visibili e frenetiche nel formare stelle. È importante studiare una componente così fondamentale della storia dell’Universo per comprendere la formazione delle galassie”.
L’immagine dell’Hubble Deep Field (a sinistra) e le osservazioni di ALMA nel submillimetrico (a destra). I riquadri da 1 a 4 indicano le posizioni delle deboli galassie invisibili nelle riprese di Hubble Credit: The University of Tokyo/CEA/NAOJ
Quando il telescopio Hubble ha diretto il suo sguardo acuto penetrando nello spazio più lontano che mai, nella serie di immagini Deep Field, ha catturato alcune delle galassie più distanti mai osservate, utilizzando lunghezze d’onda dall’ultravioletto al vicino infrarosso. Ma queste galassie sono visibili a lunghezza d’onda submillimetrica e nel medio infrarosso, mentre appaiono oscure nell’ultravioletto e nel vicino infrarosso, data l’enorme quantità di polveri al loro interno, in grado di assorbire la luce a lunghezze d’onda più corte. Grazie all’elevata risoluzione e sensibilità di ALMA è stato confermato che gli oggetti sono galassie massicce che formano attivamente stelle, in modo 100 volte più efficiente rispetto alla Via Lattea. Rappresentano la maggioranza delle galassie massicce presenti nel cosmo 10 miliardi di anni fa, eppure non erano ancora state individuate e studiate.
“Mantenendo un simile tasso di formazione stellare, queste galassie probabilmente si trasformeranno nella prima popolazione di galassie ellittiche massicce, le prime a formarsi nell’Universo primordiale”, afferma David Elbaz, coautore dello studio. “Eppure c’è un problema. Sono inaspettatamente abbondanti”. Secondo i ricercatori, la densità numerica di galassie simili a quelle scoperte, o meno massicce, potrebbe essere di 530 oggetti in un grado quadrato di cielo. “L’esistenza di un così gran numero di galassie massicce e ricche di polveri è un qualcosa di inaspettato sulla base degli attuali modelli, e dimostra che in tempi primordiali l’universo è stato in grado di formare sistemi massicci in modo più efficiente del previsto. Questa scoperta rappresenta una sfida per i teorici”, spiega Wang.
“Come la galassia M87, il cui buco nero centrale è stato recentemente ripreso, le galassie ellittiche massicce sono localizzate nel cuore di ammassi di galassie, che si ritiene abbiano formato gran parte delle loro stelle nell’Universo primordiale”, conclude Kotaro Kohno dell’Università di Tokyo, tra gli autori dello studio. “Tuttavia, precedenti ricerche delle progenitrici di queste galassie giganti non hanno avuto successo, perché si basavano solo su galassie facilmente rilevabili dal telescopio Hubble. La scoperta di un così vasto numero di galassie nascoste fornisce una prova indiretta della formazione precoce di galassie massicce durante il primo miliardo di anni del cosmo”. Saranno essenziali ulteriori osservazioni con il futuro telescopio James Webb per chiarire la natura di queste galassie e permettere una visione più completa delle dinamiche in gioco nell’Universo primordiale.
Nell’immagine impressione artistica di alcune galassie remote individuate da ALMA
Credit: NAOJ
https://alma-telescope.jp/en/news/press/darkgal-201908
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