Che ci fa una galassia lì? Il telescopio Webb scopre una galassia molto particolare e totalmente inaspettata

Poco più di 2 anni fa dalla collaborazione tra l’Agenzia Spaziale Statunitense (NASA), l’Agenzia Spaziale Europea (ESA) e l’Agenzia Spaziale Canadese (CSA) ha avuto inizio la missione del telescopio spaziale James Webb (JWST, James Webb Space Telescope), un vero e proprio gioiello della scienza spaziale.

I progetti ai quali partecipa Webb sono numerosi e tra questi c’è anche il progetto PEARLS (Prime Extragalactic Areas for Reionization and Lensing Science) che ha come obiettivo principale studiare l’epoca dell’assemblaggio delle galassie, della crescita degli AGN (Nuclei Galattici Attivi) e della Prima Luce.

Il progetto PEARLS

PEARLS utilizza NIRCam (Near InfraRed Spectrograph), uno spettrografo operante nel vicino infrarosso, per esaminare tre principali aree di indagine extragalattiche, tra cui due al Polo Nord dell’Eclittica (NEP), sette lenti gravitazionali in cluster, due proto-ammassi ad alto spostamento verso il rosso, e l’iconico sistema di galassie retroilluminato VV 191.

Webb sta scrutando il cielo alla ricerca di oggetti deboli e variabili come nuclei galattici attivi o supernove con spostamento verso il rosso.

I due campi al Polo Nord dell’Eclittica hanno tra l’altro linee di vista attraverso la nostra Galassia e quindi ci forniscono un numero significativo di nane brune molto deboli.

Proprio mentre osservava l’universo Webb ha scovato per caso una galassia nana particolare, non ci si aspettava di vedere una galassia in quel punto e non aveva le tipiche caratteristiche di una galassia nana: non interagisce con una galassia vicina e non sta formando nuove stelle.

Si tratterebbe di una galassia quiescente isolata, un tipo raro, di cui a quanto pare sappiamo poco, con al momento pochissime galassie candidate per essere quiescenti isolate, finora nessuna confermata.

La galassia è stata chiamata PEARLSDG e si presenta come una vecchia formazione stellare che si mantiene isolata e non forma nuove stelle. Questo tuttavia si trova in contrasto con l’attuale teoria sulla formazione ed evoluzione delle galassie secondo cui le galassie nane che esistono da sole e non interagiscono con strutture galattiche più massive dovrebbe essere caratterizzate da una continua formazione di stelle nuove.

L'unione di molteplici risorse

Tutto è quindi partito dall’osservazione delle immagini inviate dal JWST e analizzate dal team di ricercatori: in una zona in cui ci si aspettava di non vedere niente c’era in realtà una piccola galassia.

Si sono quindi ricercate altre immagini, anche negli archivi ottenuti dai telescopi spaziali Galex e Spitzer della NASA, o da terra, ad esempio quelle ottenute dalla Sloan Digital Sky Survey e dalla Dark Energy Camera Legacy Survey, unendole ai dati spettroscopici ottenuti tramite lo spettrografo ottico DeVeny del Lowell Discovery Telescope, in Arizona.

Il lavoro del gruppo di ricerca ha seguito questo iter di lavoro: innanzitutto con Webb si è proceduto all’identificazione delle singole stelle di PEARLSDG, misurandone la luminosità apparente in modo da poter determinare la distanza effettiva della galassia. Secondo le loro stime PEARLSDG si trova a circa 98 milioni di anni luce.

Una volta ottenuta questa informazione si è passati alle immagini di archivio in 3 lunghezze d’onda: visibile, infrarossa e ultravioletta. Questo perché le stelle formate in tempi recenti possiedono una ben specifica firma cromatica, se questa non è presente significa che non sono appena formate e quindi all’interno della galassia non c’è formazione stellare.

Come ultimo step si è utilizzato lo spettrografo per studiarne la velocità sfruttando l’effetto Doppler. Da questa analisi è risultato che PEARLSDG non è associato ad altre galassie.

Si tratta quindi davvero di una galassia nana quiescente isolata e bisognerà modificare l’attuale teoria sulla formazione ed evoluzione delle galassie in modo che tenga in considerazione anche questa tipologia di galassia.