Scoperta una galassia molto simile alla nostra quando si stava formando: ecco i segreti di "lucciola brillante"

Che non si dica che gli astronomi manchino di fantasia e poesia. Chiamando “lucciola brillante” una giovanissima galassia, simile alla nostra da bambina, hanno superato se stessi. Ma cosa hanno effettivamente scoperto?

Immaginate 10 lucciole che danzano attorno ad un bozzolo. È proprio quello che un team di ricercatori, guidato da Lamiya Mowla assistant professor al Wellesley College in Massachusetts, ha avuto l’impressione di vedere in una delle tantissime immagini prese dal telescopio James Webb. Il team ha individuato una galassia primordiale corredata di 10 ammassi stellari che come lucciole sembrano danzare attorno al proprio bozzolo.

Per questo motivo hanno ben pensato di chiamare questa galassia “lucciola brillante”. Non solo l’hanno trovata, battezzata, e studiata ma l’hanno anche pesata e con sorpresa hanno visto essere molto “leggera”, probabilmente tanto quanto lo era la nostra Galassia quando aveva la stessa età.

La galassia “lucciola brillante” è un piccolo tesoro ricco di preziose e rare informazioni. Preziose perché gettano luce sulle prime fasi di vita della nostra Galassia e rare perché solitamente vengono scoperte galassie primordiali molto più massicce e non leggere come questa.

La galassia “lucciola brillante” ha iniziato a formarsi circa 600 milioni di anni dopo il Big Bang. Quindi, dal nostro punto di vista è distante circa 13 miliardi di anni luce dalla Terra.

Ammasso galassie — In primo piano l'ammasso di galassie la cui massa ha prodotto l'effetto "lente gravitazionale" che ha permesso di scoprire e studiare la galassia "lucciola brillante" nascosta dietro. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, Chris Willott (NRC-Canada), Lamiya Mowla (Wellesley College), Kartheik Iyer (Columbia)

Si è iniziata a formare ma questo processo di formazione è ancora in corso e questo la rende preziosa.

La galassia "lucciola" rappresenta una fotografia di come doveva apparire la nostra Galassia durante le stesse fasi di formazione.

Ma vediamo quali preziose caratteristiche hanno osservato gli astronomi.

Quali sono le caratteristiche di questa galassia

Di questa galassia sono stati contati ben 10 ammassi stellari distinti. Due di questi ammassi sono nella parte superiore ed otto in quella inferiore. Di fatto, questa galassia è in una fase di costruzione così preliminare da non avere ancora assunto l’aspetto appiattito tipico delle galassie a spirale.

I singoli ammassi sono stati studiati individualmente e in grande dettaglio per cui si è visto che essi non si sono formati contemporaneamente, ma piuttosto in episodi successivi. Si tratta di diverse popolazioni stellari ed è impressionante come ad uno stadio così precoce della vita della galassia, ci sia stata già tanta storia nella sua formazione stellare. E, considerata la precoce età di questa galassia, altri ammassi si formeranno in futuro.

Durante il processo di collasso delle grandi nubi molecolari, processo che per ultimo porta alla formazione delle stelle, avviene una frammentazione di porzioni della stessa nube e da ciascun frammento si originano un insieme di stelle, appunto un ammasso stellare le cui stelle condividono la stessa età, la stessa composizione chimica e risultano legate tra loro gravitazionalmente.

La galassia “lucciola brillante” ha due compagne una più vicina, ad appena 6 mila anni luce, ed una più distante, a circa 42 mila anni luce. La presenza di questi due compagne rende la nostra galassia ancor più interessante.

Infatti, l’attrazione gravitazionale di queste compagne in qualche modo plasma la forma della galassia in formazione e, inoltre, ad ogni passaggio ravvicinato (le due galassie compagne orbitano attorno alla “lucciola”) innesca nuovi processi di formazione stellare, per cui gas si condensa in stelle e la massa totale della galassia continua a crescere.

Questa circostanza fornisce un’ulteriore conferma all’idea che nella crescita delle galassie, un ruolo fondamentale sia svolto da eventi di collisione o fusione tra più galassie.

Cosa ha reso possibile la scoperta di questa “lucciola”

La galassia “lucciola brillante” è così piccola e lontana che in altre condizioni sarebbe stata assolutamente invisibile anche ai più potenti telescopi.

Zoom su galassia lucciola — In questa immagine viene ingrandita l'area in cui si trova la galassia "lucciola". La forma della galassia è distorta (stiracchiata) dall'effetto lente che l'ha ingrandita e ne ha intensificato la luminosità permettendola di scoprirla e studiarla in dettaglio. Credit: NASA, ESA, CSA, STScI, Chris Willott (NRC-Canada), Lamiya Mowla (Wellesley College), Kartheik Iyer (Columbia)

Ma, come dicono gli autori di questa ricerca, il cosmo è stato benevolo con noi. Ha messo tra noi e la galassia “lucciola” un ammasso di galassie, chiamato MACS J1423. Questo, grazie alla sua immensa massa, ha modificato lo spazio ad esso circostante ed ha prodotto un effetto “lente gravitazionale” che ha ingrandito ed intensificato in luminosità gli oggetti ad esso retrostanti, tra cui appunto la galassia “lucciola”. E’ solo grazie alla lente gravitazionale che abbiamo potuto osservare una galassia tanto lontana.

Ma non solo! L’effetto “lente gravitazionale” ha stiracchiato l’immagine della galassia per cui ne ha ben separato le diverse componenti, permettendoci di studiarle in dettaglio. Ultimo elemento, in questa combinazione di circostanze, è stata la disponibilità di un telescopio come James Webb, costruito in modo da essere particolarmente sensibile alla luce infrarossa alla quale principalmente emettono le galassie primordiali.

Riferimento allo studio:

Formation of a low-mass galaxy from star clusters in a 600-million-year-old Universe, Mowla et al., Nature volume 636, pages332–336 (2024)