È stata osservata una galassia il cui gas brilla più delle sue stelle, un caso ad oggi unico
I teorici gioiscono! Osservata per la prima volta una galassia primordiale il cui gas brilla più delle sue stelle, in accordo a precedenti previsioni teoriche. E’ un importante passo nella comprensione del giovane Universo.
Sappiamo che le galassie brillano della luce emessa dalle stelle che la compongono e, in alcuni casi, anche della luce emessa dai buchi neri “attivi” in essa presenti. Che sia così ce lo dicono prima di tutto le osservazioni.
Ma osservare una galassia ricca di stelle e gas in cui il gas emette più luce delle stelle, ossia una galassia che brilla per la luce emessa dal suo gas, non era mai successo prima. Che ciò potesse succedere era in qualche modo previsto dalla teoria sull’evoluzione delle galassie.
Tuttavia, solo ora arriva una prima evidenza osservativa da parte del telescopio James Webb e di un team di ricerca guidato da Alex Cameron dell’Università di Oxford.
La galassia di cui parliamo si chiama GS-NDG-9422 e le stelle che la compongono sono molto particolari, diverse da quelle delle ben note Popolazioni stellari.
Le Popolazioni stellari
Per distinguere diverse generazioni di stelle succedutesi durante l'evoluzione dell'Universo si utilizza il termine Popolazione.
Popolazione I
La popolazione stellare più recente, cui appartiene anche il Sole, e che osserviamo nei dintorni del Sole e nei bracci di spirale della nostra Galassia, è la Popolazione I. Queste stelle, relativamente giovani, sono caratterizzate da una composizione chimica ricca di metalli, cioè elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio. Vengono definite sotto questo aspetto “metal rich”, cioè ricche di metalli.
Popolazione II
La popolazione stellare immediatamente più antica, formatasi prima della Popolazione I, è la Popolazione II. Queste stelle si trovano prevalentemente negli ammassi stellari globulari (così chiamati per la loro forma sferica) che occupano le regioni più esterne della Galassia, regioni povere di polveri e gas.
Queste stelle sono caratterizzate da una composizione chimica povera di metalli. Vengono anche chiamate “metal poor”, cioè appunto povere di metalli.
Popolazione III
La popolazione ancora più antica, la prima formatasi dopo il Big Bang, è chiamata Popolazione III. E’ la più antica ed anche la meno conosciuta. Si pensi che la ricerca e la caratterizzazione di queste “prime” stelle è un fertile campo dell’astronomia, reso complicato dal fatto che bisogna cercarle nell’Universo più profondo e lontano. Solo l’ultima generazione di telescopi, come James Webb, e presto l'Extremely Large Telescope (ELT), permettono di poterle studiare.
Queste stelle si sono formate quando nell'Universo erano presenti solo idrogeno ed elio. Quindi la loro composizione chimica è priva di metalli.
Le osservazioni delle stelle di Popolazione III e delle galassie che le ospitano sono ancora relativamente poche. Pertanto, i modelli teorici che descrivono la loro formazione ed evoluzione non hanno molta possibilità di verifica osservativa.
Questo spiega perché ogni nuova scoperta di stelle di Popolazione III ha parecchia eco. Interessante capire come si sono formate, ma anche interessante capire come è avvenuto il passaggio dalla Popolazione III alla Popolazione II.
La galassia GS-NDG-9422
Un nuovo tassello nel completamento di questo puzzle cosmico arriva recentemente dall’osservazione di James Webb di una galassia del profondo Universo molto peculiare, la galassia GS-NDG-9422.
La ricerca che ha portato alla sua scoperta è stata condotta da un team internazionale guidato da Alex Cameron dell’Università di Oxford.
Grazie a James Webb, hanno scovato questa galassia a motivo della sua luminosità insolita, troppo luminosa per essere come le altre e per il suo spettro altrettanto peculiare.
Cosa la rende unica ad oggi
Una fitta interazione con i teorici, nello specifico nella persona di Harley Katz dell’Università di Oxford e di Chicago, ha mostrato che le caratteristiche di questa galassia vengono riprodotte teoricamente se si assume che questa contenga prevalentemente stelle molto massicce e così calde da riscaldare il gas circostante a tal punto da rendere questo ancora più brillante delle stesse stelle.
Quindi si tratta di una galassia più brillante del solito per la presenza di stelle molto brillanti e di tanto gas ancora più brillante. Se le stelle massicce di Popolazione I (le più recenti) hanno temperature superficiali tra 40.000 e 50.000 gradi Celsius, queste hanno temperature superficiali superiori ai 140.000 gradi Celsius!
Lo spettro di questa galassia preso da James Webb mostra un certo grado di complessità chimica, il che esclude che le stelle in essa contenute siano di Popolazione III (chimicamente semplici poiché formate da idrogeno ed elio). D’altro canto, esse non sono neanche classificabili come stelle di Popolazione II.
Questa evidenza suggerisce che la galassia sia una tipologia interessantissima in transizione tra quelle primordiali e quelle recenti.
La galassia GS-NDG-9422 offre la possibilità di comprendere questa fase particolare dell’evoluzione delle galassie.
La ricerca è tutt’altro che conclusa. Prossimo passo sarà l’identificazione di altre galassie simili, in modo da escludere che quella osservata sia un caso isolato, un’eccezione.
Come dice Alex Cameron dell’Università di Oxford, James Webb ha osservato qualcosa di strano nell’Universo e proprio per scoprire queste stranezze è stato costruito.