La rotazione della galassia REBELS-25 sorprende gli astronomi: troppo veloce per essere così giovane

Si stanno accumulando, anche rapidamente, evidenze osservative sul giovane Universo. Queste evidenze sono rese possibili grazie all'ultima generazione di telescopi sia da Terra che dallo spazio. Le osservazioni mostrano come l'attuale teoria sull'evoluzione del giovane Universo necessiti di importanti revisioni.

Si continua a scoprire oggetti astronomici e fenomeni del giovane Universo ma con caratteristiche che i modelli evolutivi posizionano ad età molto maggiori. Diremmo che aumenta la lista di bimbi neonati ma dall'aspetto di adolescenti.

Ultima, è la scoperta di una galassia primordiale con età di circa 700 milioni di anni che, tuttavia, mostra una caratteristica, una forte velocità di rotazione, che è invece tipica di galassie molto più vecchie.

Un breve accenno all'evoluzione dell'Universo

Nella storia del giovane Universo, quando questo aveva un’età di circa 1 miliardo di anni (contro i 13,8 miliardi dell’attuale Universo), esiste una fase evolutiva molto interessante, chiamata “epoca della reionizzazione”.

Prima di questa epoca, si erano già formate le prime galassie e le stelle massicce e caldissime in esse presenti emettevano radiazione elettromagnetica così energetica da riuscire a ionizzare l’idrogeno, cioè a separare il singolo elettrone dell’atomo di idrogeno dal suo protone (cioè il nucleo).

Parte della radiazione energetica emessa dalle stelle all’interno delle galassie, essendo queste strutture nelle galassie primordiali estremamente caotiche, riusciva a fuoriuscire. Una volta sfuggita alla galassia questa radiazione ionizzava l’idrogeno intergalattico (cioè diffuso tra una galassia ed un’altra) producendo una sorta di bolle di gas ionizzato. Gli astronomi ritengono che le galassie primordiali erano così tante che anche le bolle diventarono così numerose da iniziare a fondersi tra loro fino a riempire l’intero Universo.

Questa fase evolutiva dell'Universo è pertanto chiamata epoca della reionizzazione. Essa è stata l’ultima volta nella storia dell’Universo in cui tutto l’idrogeno intergalattico esisteva solo allo stato ionizzato.

E’ una fase interessante, che segna il passaggio dalla fase chiamata “dark age” cioè età buia, ad un’altra chiamata “cosmic Dawn”, alba cosmica.

Numerosi studi osservativi e teorici cercano di comprendere meglio questa epoca della reionizzazione. Tra questi c’è il programma REBELS che sta per Reionization Era Bright Emission Line Survey.

REBELS-25

Recentemente, gli astronomi impegnati in REBELS hanno scoperto una galassia primordiale peculiare, dalle caratteristiche inaspettate: REBELS-25.

Come si diceva, le galassie presenti durante l’epoca di reionizzazione erano caratterizzate da strutture estremamente caotiche e disordinate, grazie alle quali la radiazione ionizzante emessa dalle loro stelle riusciva a scappare, così ionizzando l’idrogeno intergalattico.

Diversamente da questo quadro, la galassia REBESL-25 è risultata possedere una rotazione così forte da rivelare una struttura su larga scala abbastanza regolare ed ordinata.

Sappiamo che tali strutture si raggiungono molto lentamente nel corso di miliardi di anni, grazie ad un’evoluzione molto lenta. Sorprendentemente, REBELS-25 con un’età inferiore ai 700 milioni di anni dal Big Bang, ha raggiunto un tale livello di ordine da sfidare letteralmente i modelli di evoluzione galattica.

Le osservazioni sono state effettuate con ALMA, l’Atacama Large Millimiter Array, consistente in una schiera di 66 antenne che osservano nella banda del millimetrico/submillimetrico. ALMA fa parte dell’European Southern Observatory ed è posizionata sulle Ande a Chajnantor (5000 metri s.l.m).

Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society a prima firma di Lucie Rowland dell'Osservatorio di Leiden.

Riferimenti allo studio:

Lucie E Rowland, et al., REBELS-25: Discovery of a dynamically cold disc galaxy at z = 7.31, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2024;, stae2217, https://doi.org/10.1093/mnras/stae2217