L’universo primordiale continua a riservare sorprese e le ultime osservazioni delle galassie neonate non fanno eccezione. Gli astronomi hanno scoperto una galassia sorprendentemente simile alla Via Lattea che esisteva più di 13 miliardi di anni fa. Era un’epoca in cui l’universo era davvero solo un neonato e le galassie dovevano ancora essere nella fase iniziale della loro formazione. Una galassia così ben formata in una storia tanto precoce è un po’ sorprendente.
La galassia recentemente scoperta si chiama REBELS-25. È stata trovata nell’ambito del “Reionization Era Bright Emission Line Survey (REBELS)” utilizzando l’Atacama Large Millimeter Array (ALMA) in Cile. L’idea del sondaggio è quella di cercare e misurare le prime galassie.
REBELS-24 è una galassia massiccia a forma di disco con strutture che assomigliano a bracci a spirale. Questo è piuttosto simile alla nostra Via Lattea. Ha più di 13 miliardi di anni e ci sono voluti miliardi di anni per evolversi nella sua forma attuale. Come REBELS-25, la Via Lattea è iniziata come una proto-galassia disorganizzata e irregolare poco dopo l’inizio dell’universo. Ha fuso con altre proto-galassie ed è evoluta in una bellissima forma a spirale. Sembra che stia attivamente formando stelle ed è incredibilmente massiccia per essere una galassia così giovane.
Le prime spirali non sono nuove
Quindi, REBELS-25 solleva una grande domanda: perché è così massiccia e ben evoluta in un periodo in cui la giovane Via Lattea era ancora un grumo? Questo è ciò su cui gli astronomi stanno lavorando per capire. “Secondo la nostra comprensione della formazione delle galassie, ci aspettiamo che la maggior parte delle prime galassie siano piccole e disordinate,” ha affermato Jacqueline Hodge, un’astronoma dell’Università di Leiden, nei Paesi Bassi. Il fatto che REBELS-25 appaia così “moderna” dopo meno di un miliardo di anni sfida, in un certo senso, le teorie generalmente accettate sulla formazione e l’evoluzione delle galassie.
Non è la prima volta che osservazioni astronomiche rivelano spirali primordiali. Le osservazioni del JWST suggeriscono che forse un terzo delle prime galassie sono già spirali nell’universo infantile. Il suo Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS) ha trovato molte di queste nei primi 700 milioni di anni della storia cosmica. Quindi, trovare questa galassia quasi “moderna” circa 13 miliardi di anni fa aggiunge ulteriore mistero alla loro formazione.
REBELS-25 è stata rilevata nelle osservazioni ALMA, che hanno anche dato indizi sul fatto che avesse un disco rotante. Una serie di osservazioni di follow-up ha confermato la rotazione di questa galassia e le sue strutture a bracci a spirale. Inoltre, i dati di ALMA hanno trovato indizi di una barra centrale (proprio come ha la nostra Via Lattea). “ALMA è l’unico telescopio esistente con la sensibilità e la risoluzione per ottenere ciò,” ha detto Renske Smit, un ricercatore della Liverpool John Moores University nel Regno Unito e parte del team che ha lavorato a questa scoperta.

I dati di ALMA hanno prodotto un’immagine di REBELS-25 (a sinistra) e una mappa dei movimenti del gas in questa galassia che si trova a oltre 13 miliardi di anni luce di distanza. Il colore blu indica movimento verso la Terra. Il rosso indica movimento lontano dalla Terra, con una tonalità più scura che rappresenta movimenti più rapidi. In questo caso, il confine rosso-blu dell’immagine mostra chiaramente che l’oggetto sta ruotando, rendendo REBELS-25 la galassia a disco rotante più distante e primordiale (di 13 miliardi di anni) mai scoperta. Cortesia ESO.
Sorprendentemente, i dati di ALMA hanno anche suggerito caratteristiche più sviluppate simili a quelle della Via Lattea. Sembra che ci sia una barra centrale allungata, e anche bracci a spirale in REBELS-25. “Vedere una galassia con così tante somiglianze alla nostra Via Lattea, che è fortemente dominata dalla rotazione, sfida la nostra comprensione di quanto rapidamente le galassie nell’universo primordiale si evolvano nelle galassie ordinate dell’attuale cosmo,” ha dichiarato Lucie Rowland, una studentessa di dottorato all’Università di Leiden che ha guidato la ricerca su REBELS-25. “Trovare ulteriori prove di strutture più evolute sarebbe una scoperta entusiasmante, poiché sarebbe la galassia più distante con tali strutture mai osservate fino ad oggi.”
Cosa significa questo per l’evoluzione delle galassie?
Man mano che gli astronomi scoprono di più su queste galassie ben evolute nell’universo primordiale, dovranno adeguare il modello di lavoro sulla nascita e l’evoluzione galattica. In quel modello, le galassie neonate sono grumi di stelle e gas che si uniscono in collisioni e cannibalismo per formare galassie più grandi. Tipicamente è considerato un periodo disordinato e turbolento nella storia cosmica. Le galassie infantili collidono e crescono. Combinano le loro stelle e i loro gas per formare strutture più grandi. Col tempo iniziano a ruotare, il che influisce anche sulla formazione di strutture all’interno della galassia. Ulteriori collisioni aggiungono più massa alla galassia e stimolano anche esplosioni di formazione stellare. Tutto ciò richiede miliardi di anni per essere realizzato. O così hanno sempre pensato gli astronomi.
REBELS-25 e altre spirali primordiali sfidano quel modello generale. Per un certo verso, REBELS-25 appare come una galassia che si evolve a un ritmo accelerato. Rispetto ai ponderosi miliardi di anni di evoluzione della Via Lattea, REBELS-25 sta procedendo a velocità supersonica. Questo implica che c’è qualcosa che sta spingendo quell’accelerazione. La grande questione ora sarà spiegare la sua evoluzione avanzata a un’età così giovane.
Il programma REBELS dovrebbe aiutare gli astronomi a capire di più sui processi in gioco solo pochi centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang. Quel sondaggio fornirà quantità di dati sufficientemente grandi sulle galassie ad alta massa nell’universo primordiale. Quei campioni dovrebbero consentire agli astronomi di effettuare studi mirati su più galassie utilizzando sia ALMA che JWST. Entri due osservatori sono abbastanza potenti da fornire dettagliate osservazioni di singole galassie in quelle epoche molto primitive della storia cosmica.
Per ulteriori informazioni
Anomalia Spaziale: Trovata la Galassia a Disco Rotante più Distanze (PR)
Anomalia spaziale: Trovata la Galassia a Disco Rotante più Distanze (il documento)
Informazioni su REBELS
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