Perché questa galassia è finita su Nature
Nuovo studio mostra che i processi di formazione della polvere cosmica sarebbero avvenuti molto rapidamente e in un Universo più giovane di quanto si credesse.
RICERCA – Non tutte le osservazioni astronomiche di polveri galattiche finiscono pubblicate su Nature, ma questa fa eccezione, perché riguarda l’età delle galassie e quindi del nostro universo, aprendo la strada a nuove ipotesi che potrebbero avere implicazioni sulle nostre conoscenze sulla formazione dei pianeti.
Quello che un gruppo di ricercatori coordinato dall’astrofisico Darach Watson del Niels Bohr Institute e dell’università di Copenhagen ha scoperto osservando una galassia molto lontana da noi chiamata A1689-ZD1, che secondo le previsioni non avrebbe dovuto mostrare la presenza di polveri, è che la galassia in questione è in realtà molto più evoluta di quanto ci si aspettasse in quanto ricca di queste polveri, ossia di grani composti prevalentemente di carbonio, ossigeno, silicio prodotti al centro delle stelle e diffusi nel mezzo circostante alla morte delle stelle.
Anzi, A1689-ZD1 è la galassia più antica in cui fino a oggi si sia osservata la presenza di polveri, e ciò dimostra che il processo di formazione della polvere cosmica è avvenuto molto rapidamente nell’Universo giovane. Un importante risultato che ha visto la partecipazione anche dell’Italia, in particolare dell’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) di Arcetri.
“Questo oggetto era già noto agli astronomi – spiega Anna Gallazzi, la ricercatrice INAF che ha collaborato allo studio – e non a caso è stato scelto per questo tipo di osservazione: basandoci sui suoi colori, sospettavamo che questa galassia fosse molto lontana, ma ci servivano ulteriori conferme e una misura più precisa della sua distanza, che abbiamo ottenuto da una misura spettroscopica del suo redshift. Queste osservazioni hanno dimostrato che la galassia è stata osservata quando l’Universo aveva solo 700 milioni di anni.” Se consideriamo che l’età del nostro Universo è circa 13.6 miliardi di anni, ci rendiamo subito conto che quella che i ricercatori hanno osservato è una galassia in una fase primitiva della storia dell’Universo. In astrofisica infatti, osservare un oggetto molto lontano significa andare indietro nel tempo e viceversa, perché l’onda luminosa che è arrivata ai nostri occhi sulla Terra (o meglio, ai nostri telescopi) è in realtà partita dall’oggetto molto prima, in un tempo direttamente proporzionale alla distanza dell’oggetto stesso da noi. Come quando osserviamo il Sole sapendo che in realtà non stiamo vedendo la nostra stella così come è in quel momento, ma com’era otto minuti prima.
“Partendo da questo primo risultato che ci ha confermato che la galassia era effettivamente molto distante da noi, siamo passati a indagare la presenza di polveri sfruttando le osservazioni di ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) in questa porzione di cielo” prosegue la Gallazzi. “Proprio arrivati a questo punto abbiamo avuto una prima grossa sorpresa: mentre non ci aspettavamo di rivelare alcun segnale, ci siamo resi conto che vi era invece un’emissione significativa in corrispondenza dell’oggetto in questione nelle immagini ALMA, che tracciano l’emissione in infrarosso di questo oggetto dovuta proprio alla presenza di polveri riscaldate dalla radiazione stellare. Questo stava a significare una presenza massiccia di queste polveri, corrispondente a circa 40 milioni di masse solari, che poi si aggregano in nubi da cui nascono nuove stelle.”
“Per quanto riguarda la massa della galassia – prosegue la Gallazzi – in realtà è piuttosto piccola rispetto ad altre che conosciamo. Tuttavia, l’età media delle sue stelle, il tasso di formazione stellare e il rapporto tra massa in stelle e massa in gas, ci indicano che la galassia non si trova nella fase iniziale di formazione ma è già passata attraverso una fase di intensa formazione stellare circa 100 milioni di anni prima. Questo, unito alla presenza di elementi chimici complessi sotto forma di polvere fanno di questa galassia un oggetto sorprendentemente evoluto per l’epoca cosmica in cui si trova.”
Per il prossimo futuro, al momento il team sta mettendo a punto ulteriori osservazioni su oggetti simili sfruttando ALMA per poter capire quanto siano frequenti oggetti così evoluti nell’Universo giovane. Ma c’è anche un altro aspetto interessante: dal momento che le polveri stellari sono il prerequisito per la formazione di molecole complesse e di pianeti, questo tipo di osservazioni apre nuove prospettive di ricerca sulla formazione dei sistemi planetari come il nostro. “Al momento non ci sono progetti di ricerca attivi in questo senso – precisa la Gallazzi – ma non possiamo escludere che in un prossimo futuro proprio questa scoperta ci fornirà l’opportunità di aggiungere nuovi tasselli al puzzle che racconta la formazione planetaria in un periodo remoto della vita dell’universo.”
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