Astronomi un po’ scossi dalla primissima immagine di James Webb

La famosa foto mostra alcune delle prime galassie che si sono formate poco dopo il Big Bang. E sono molto diversi dalle aspettative…

Pochi giorni dopo l’inizio ufficiale della tanto attesa missione di James Webb, il telescopio ci ha curato una bella foto a colori. Questa immagine in campo profondo mostra migliaia di galassie, comprese quelle molto giovani che prima erano fuori dalla vista di tutti gli altri telescopi esistenti. I ricercatori hanno ora dato un’occhiata più da vicino a questa prima foto di James Webb. E questo ha portato alla scoperta di due galassie insolitamente e inspiegabilmente luminose nel giovane universo.

Nuovo record
Si ritiene che le due galassie in particolare si siano formate circa 350 e 450 milioni di anni dopo il Big Bang. Mentre la distanza esatta delle galassie deve ancora essere confermata dalla spettroscopia, sembra fortemente che gli astronomi abbiano battuto il record per le galassie più distanti mai trovate. Il precedente detentore del record era la galassia GN-z11, che si è formata circa 400 milioni di anni dopo il Big Bang. GN-z11 è stato scoperto nel 2016 utilizzando il telescopio spaziale Hubble. Ma ora sembra che una delle galassie appena scoperte, GLASS-z12, sia nata circa 350 milioni di anni dopo il Big Bang. Questo rende questa galassia circa 50 milioni di anni più vecchia del precedente detentore del record.

Luminosità
Come accennato, l’estrema luminosità delle galassie appena scoperte è particolarmente sconcertante. “La luminosità è davvero un enigma, che sfida la nostra comprensione della formazione delle galassie”, osserva il coautore dello studio Pascal Oesch. Le osservazioni di Webb hanno portato gli astronomi a concludere che un numero apparentemente insolito di galassie nell’universo primordiale fosse molto più luminoso di quanto si pensasse in precedenza.

Completamente differente
Inoltre, sembra che le prime galassie formatesi abbiano un aspetto notevolmente diverso da quelle mature che vediamo oggi intorno a noi. Appaiono compressi e sferici oa forma di disco e sono anche molto più piccoli della nostra galassia, la Via Lattea. Inoltre, le giovani galassie stanno formando nuove stelle a un ritmo davvero senza precedenti. I ricercatori sono quindi in qualche modo turbati dalla primissima registrazione di James Webb. “Tutto ciò che vediamo è nuovo”, afferma il ricercatore Tommaso Treu. “Webb ci mostra che esiste un universo molto ricco che va oltre ciò che avevamo immaginato. Ancora una volta l’universo ci ha sorpreso. Queste prime galassie sono molto insolite sotto molti aspetti.

Le due strane galassie appena scoperte. Si stima che la galassia numero 1 abbia avuto origine 450 milioni di anni dopo il Big Bang ed è notevolmente allungata. La galassia numero 2 potrebbe essere ancora più antica, formandosi 350 milioni di anni dopo il Big Bang. Le due galassie sono quindi tra le più antiche e distanti mai scoperte. Sono anche notevolmente piccoli rispetto alla Via Lattea. Immagine: NASA, ESA, CSA, T. Treu (UCLA)

Mentre gli astronomi devono ancora trovare una spiegazione conclusiva per i misteri, offrono due possibili teorie. La prima opzione è che le galassie siano molto massicce e ospitino stelle di piccola massa, come le galassie successive. Al contrario, le galassie luminose potrebbero anche ospitare stelle di popolazione III; le primissime stelle dell’universo che non sono mai state osservate prima.

Stelle della popolazione III
I ricercatori sospettano che la primissima popolazione di stelle formatasi nell’universo fosse più massiccia, più luminosa e più calda delle stelle moderne. Brillerebbero a temperature soffocanti e consisterebbero solo di idrogeno ed elio primordiali. E potrebbe anche spiegare le sorprendenti proprietà delle galassie scoperte. “La galassia più esterna è molto compatta”, ha detto il ricercatore Adriano Fontana. “I colori sembrano indicare che la popolazione stellare non contenga ancora elementi pesanti. Potrebbe ospitare alcune stelle di popolazione III. Solo ulteriori analisi utilizzando gli spettri Webb lo riveleranno.

Scopri di più sulle stelle di Popolazione III
Come accennato, le stelle di popolazione III sono le primissime stelle a formarsi dopo il Big Bang. Queste stelle hanno avuto una vita molto breve – forse diverse centinaia di migliaia di anni – ma sono state importanti per l'”evoluzione” dell’universo. Queste stelle convertono rapidamente elementi leggeri in elementi più pesanti, come ossigeno, azoto, carbonio e ferro. Senza questi elementi non saremmo qui, perché sono molto importanti per l’origine della vita. Queste stelle primitive non sono ancora state osservate. Ma la ricerca continua senza sosta.

Nel suo insieme, la foto disinvolta di Webb cambia completamente la nostra comprensione di come si sono formate le prime galassie nell’affollato, caotico Universo primordiale. “Siamo rimasti molto sorpresi di trovare la luce stellare più lontana mai vista, pochi giorni dopo che Webb ha pubblicato i suoi primi dati”, ha detto il coautore dello studio Rohan Naidu. Sulla base di tutte le previsioni, gli astronomi pensavano che avrebbero dovuto setacciare una parte molto più ampia dell’Universo per trovare tali galassie. “Le osservazioni fanno esplodere la testa”, aggiunge la ricercatrice Paola Santini. “È un capitolo completamente nuovo dell’astronomia. È come uno scavo archeologico, dove improvvisamente viene ritrovata una città perduta. È semplicemente mozzafiato.