Il telescopio James Webb riesce a svelare i segreti di Spiderweb, un ammasso di galassie primordiali
Spiderweb, ossia la Ragnatela, è un ammasso di galassie formatosi nell’Universo primitivo. Le osservazioni infrarosse di James Webb ne stanno svelando proprietà inaspettate e sorprendentemente diverse da quelle degli ammassi più giovani.
La flebile radiazione infrarossa emessa dalle galassie del proto ammasso Ragnatela, l’unica radiazione in grado di attraversare la polvere cosmica senza essere assorbita, è stata osservata dal telescopio James Webb. Le informazioni in essa contenute hanno sorpreso gli astronomi. Infatti, a queste lunghezze d’onda lo scenario risulta abbastanza diverso da quello che ci si aspettava.
Gli ammassi di galassie
L’ammasso di galassie è probabilmente il più grande tipo di struttura presente nell’Universo. Di ammassi di galassie se ne conoscono diversi, come l’ammasso “locale” costituito da circa 40 galassie tra cui la nostra Galassia (la Via Lattea); o l’ammasso della ”Vergine”, della “Fornace”, o “il Grande Attrattore”. Questi ammassi contengono da centinaia a migliaia di galassie e, ricordiamo, che ciascuna galassia può contenere anche centinaia di miliardi di stelle.
Di ammassi di galassie se ne conoscono di vicini al nostro, che dicevamo si chiama “ammasso locale” ma anche di lontani. Nell’universo esiste una relazione tra età e distanza, nel senso che gli oggetti a noi più lontani sono anche i più vecchi, ossia i più giovani formatisi dopo il Big Bang.
L’esistenza di ammassi a distanze diverse permette di studiare come le loro caratteristiche si siano evolute nel tempo. Se l’evoluzione più recente è meglio compresa, non si può dire lo stesso dell’evoluzione primordiale, proprio per la difficoltà nello scoprire e osservare ammassi di galassie molto lontani.
Una delle principali difficoltà nasce dall'abbondante presenza di polvere nell’Universo il cui effetto è quello di assorbire la radiazione, soprattutto quella visibile, e nascondere pertanto i corpi celesti. Più distante è un ammasso di galassie maggiore è la quantità di polvere che la sua luce incontra nel suo cammino verso la Terra, per cui ne seguirà un maggiore assorbimento tale da rendere invisibili o difficilmente rivelabili questi oggetti.
L’ammasso Spiderweb
Uno degli ammassi di galassie più lontano finora scoperto è l’ammasso Spiderweb che in italiano significa “tela di ragno”. Si trova a ben 10 miliardi di anni luce dalla Terra per cui la sua luce è abbondantemente assorbita e attenuata dalla polvere cosmica.
E’ un ammasso estremamente interessante, composto da oltre 100 galassie, ed importante in quanto si è formato meno di 4 miliardi di anni dopo il Big Bang, quindi un ammasso di galassie molto giovane e per questo chiamato “proto ammasso”.
L’ammasso Spiterweb, già noto agli astronomi, è stato recentemente osservato con il telescopio spaziale James Webb e l’analisi delle sue immagini ha mostrato inaspettate sorprese.
Ricordiamo che la polvere cosmica, se riesce ad assorbire e diffondere molto efficacemente la luce visibile, non è altrettanto capace con quella infrarossa. La radiazione infrarossa riesce a penetrare la polvere e a procedere nel suo cammino.
James Webb, essendo un telescopio ottimizzato nell’infrarosso, è riuscito a rivelare la radiazione proveniente dall’interno dell'ammasso Spiderweb che, fino ad oggi, era rimasto inaccessibile alle osservazioni nel visibile, come quelle effettuate da Hubble.
Cosa hanno scoperto gli astronomi
Le osservazioni infrarosse del James Webb hanno permesso di scoprire all’interno dell’ammasso di galassie Spiderweb numerose nuove galassie le cui caratteristiche sono ben diverse da quelle delle galassie più recenti come la nostra Via Lattea.
Sembra proprio che in queste galassie primordiali la formazione di nuove stelle sia poco legata all’azione delle forze gravitazionali quanto piuttosto direttamente legata al gas che via via si va accumlulando.
Gli autori di questa ricerca paragonano Spiderweb ad una grandissima città in costruzione. Le galassie già note sono state scoperte essere meno ricche di gas e oscurate dalla polvere in misura molto inferiore a quanto si era prima creduto.
Questa scoperta ha profonde implicazioni sui possibili meccanismi di formazione e crescita delle galassie attraverso la formazione stellare. Sembra che piuttosto che urti o fusioni tra galassie la principale causa nel processo di formazione stellare, che poi di fatto fa crescere la massa stellare della galassia, sia alimentata dal gas che va accumulandosi in diverse zone dell'ammasso.
Riferimenti allo studio:
- WST/NIRCam Narrowband Survey of Paβ Emitters in the Spiderweb Protocluster at z = 2.16, Rhythm Shimakawa et al 2024 ApJ 977 73
- JWST/NIRCam Paβ Narrowband Imaging Reveals Ordinary Dust Extinction for Hα Emitters within the Spiderweb Protocluster at z = 2.16, Jose Manuel Pérez-Martínez et al 2024 ApJ 977 74