La Galassia più Remota

19 Dic 2020 La Galassia più Remota

In un nuovo studio pubblicato su Nature Astronomy un team di astronomi ha confermato che la galassia GN-z11 si trova a ben 13,4 miliardi di anni luce dalla Terra, mantenendo così il primato dell’oggetto cosmico più distante mai scoperto.

GN-z11, visibile come era soltanto 400 milioni di anni dopo il Big Bang, brilla del bagliore di giovani stelle blu, ma appare rossastra perché la luce che emette risulta spostata a lunghezze d’onda più lunghe a causa dell’espansione dello spazio. È stata scoperta grazie ad osservazioni del telescopio Hubble: le immagini combinate dei telescopi Hubble e Spitzer nell’infrarosso avevano rivelato che la galassia è circa 25 volte più piccola della Via Lattea, ma forma stelle ad un tasso prodigioso, venti volte la nostra galassia. Ora un team guidato da Linhua Jiang dell’Università di Pechino ha utilizzato il telescopio Keck I sul Mauna Kea, Hawaii, per effettuare osservazioni profonde del remoto oggetto, confermandone la distanza da record. I ricercatori hanno inoltre catturato un flash di luce ultravioletta associato ad un lampo gamma proveniente dalla galassia.

La scoperta può fornirci indizi fondamentali sulla formazione delle stelle e delle galassie nel giovane Universo. Le prime stelle a risplendere nel cosmo, forgiate dalla materia emersa dal Big Bang, erano composte soltanto di idrogeno, elio e poco litio, gli unici elementi esistiti prima che i processi di fusione nucleare creassero elementi più pesanti, come ossigeno, azoto, carbonio e ferro. A quell’epoca gran parte dell’Universo era ancora avvolto in una nebbia opaca di freddo idrogeno gassoso. Quando si formarono sempre più stelle e galassie, la loro radiazione permise la ionizzazione dell’idrogeno intergalattico, liberando in questo modo dalle nebbie oscure l’Universo che osserviamo oggi.

Studiare le prime galassie che si sono formate oltre 13 miliardi di anni fa è essenziale per comprendere le origini dell’Universo che conosciamo. Gli scienziati ritengono che il processo di reionizzazione dell’idrogeno si sia completato circa 13 miliardi di anni fa, durante il primo miliardo di anni del cosmo, quando erano già presenti bolle diffuse di gas ionizzato, che gradualmente crescevano e si sovrapponevano. Ma quali oggetti primordiali potrebbero aver creato queste bolle gigantesche? È importante arrivare a comprendere la natura degli oggetti che hanno fornito i fotoni ionizzanti e lo scenario in cui le galassie e il loro mezzo interstellare sono stati arricchiti da atomi creati nelle fornaci stellari. Esistono questioni da chiarire relative a quali oggetti abbiano contribuito maggiormente al processo di reionizzazione, se giovani galassie in primo luogo, o anche buchi neri e lampi di raggi gamma.

Tuttavia è molto difficile per gli attuali telescopi rilevare gli spettri di galassie così remote. Grazie al telescopio Keck I il team è riuscito ad ottenere osservazioni spettroscopiche profonde, confermando la distanza di GN-z11, pari a 13,4 miliardi di anni luce. Le analisi della luce emessa dalla galassia hanno rivelato un’abbondanza di elementi più pesanti di idrogeno ed elio nella composizione dell’oggetto. Questo suggerisce che non si tratti di una delle prime galassie, prive dell’insieme di elementi forgiati da generazioni precedenti di stelle. Le osservazioni hanno anche rivelato un lampo brillante di luce di durata inferiore a tre minuti, prodotto da un misterioso gamma-ray burst nella galassia.

Nell’immagine migliaia di galassie remote riprese da Hubble, mentre nell’inserto è visibile la galassia GN-z11, arrossata per effetto dell’allungamento di lunghezze d’onda dovuto all’espansione del cosmo
CREDITS:NASA, ESA, P. Oesch (Yale University), G. Brammer (STScI), P. van Dokkum (Yale University), and G. Illingworth (University of California, Santa Cruz)

https://carnegiescience.edu/news/most-distant-galaxy-helps-elucidate-early-universe

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