Il telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA, ha portato gli astronomi in un regno di galassie primitive, finora nascoste. Webb sta svelando un Universo molto ricco, dove le prime galassie sembrano notevolmente diverse dalle galassie mature intorno a noi. I ricercatori hanno trovato due galassie eccezionalmente luminose nate circa 300 e 400 milioni di anni dopo il Big Bang. La loro estrema luminosità lascia perplessi gli astronomi. Le giovani galassie stanno trasformando gas in stelle il più velocemente possibile e appaiono compattate in forme sferiche o a disco in una dimensione molto più piccola della nostra galassia, la Via Lattea. L’inizio della nascita stellare potrebbe essere stato solo 100 milioni di anni dopo il Big Bang, avvenuto 13,8 miliardi di anni fa.
“Tutto ciò che vediamo è nuovo. Webb ci sta mostrando che c’è un Universo molto più ricco al di là di quello che immaginavamo”, ha detto Tommaso Treu dell’Università della California di Los Angeles.“Ancora una volta l’Universo ci ha sorpreso. Queste prime galassie sono molto insolite sotto molti aspetti.”
I risultati provengono dal programma GLASS-JWST Early Release Science e dal Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS). Due documenti di ricerca, guidati da Marco Castellano dell’Istituto Nazionale di Astrofisica di Roma, e Rohan Naidu del Centro di Astrofisica Harvard & Smithsonian e del Massachusetts Institute of Technology di Cambridge, sono stati pubblicati sull’Astrophysical Journal Letters. In soli quattro giorni di analisi, i ricercatori hanno trovato due galassie eccezionalmente luminose nelle immagini GLASS-JWST. Queste galassie esistevano circa 450 e 350 milioni di anni dopo il Big Bang, grazie alle misurazioni spettroscopiche di Webb.
“Con Webb, siamo rimasti sorpresi di trovare la luce stellare più lontana mai vista, solo pochi giorni dopo che Webb ha inviato i suoi primi dati”, ha affermato Rohan Naidu sulla galassia più distante denominata GLASS-z12, risalente a 350 milioni di anni dopo il big bang. Il precedente detentore del record è la galassia GN-z11, nata 400 milioni di anni dopo il big bang (redshift 11.1), e identificata nel 2016 da Hubble e dall’Osservatorio Keck nei programmi del cielo profondo.
“Sulla base di tutte le previsioni, abbiamo pensato di dover cercare un volume di spazio molto più grande per trovare tali galassie”, ha dichiarato Castellano. “Queste osservazioni ti fanno esplodere la testa. Questo è un nuovo capitolo dell’astronomia. È come uno scavo archeologico, quando all’improvviso trovi una città perduta o qualcosa che non conoscevi. È semplicemente sbalorditivo”, ha aggiunto Paola Santini, quarta autrice dello studio Castellano GLASS-JWST.
“Mentre le distanze di queste prime fonti devono ancora essere confermate con la spettroscopia, la loro luminosità estrema è un vero enigma, sfidando la nostra comprensione nella formazione delle galassie”, ha osservato Pascal Oesch dell’Università di Ginevra in Svizzera.
Le osservazioni di Webb spingono gli astronomi a confermare che un numero insolito di galassie nell’Universo primordiale fosse molto più luminoso del previsto. Ciò renderà più facile per Webb trovare ancora più galassie precoci nelle successive indagini del cielo profondo, affermano i ricercatori.
“Abbiamo centrato qualcosa di incredibilmente affascinante. Queste galassie avrebbero dovuto iniziare a riunirsi forse solo 100 milioni di anni dopo il Big Bang. Nessuno si aspettava che i secoli bui sarebbero finiti così presto”, ha detto Garth Illingworth dell’Università della California a Santa Cruz. “L’Universo primordiale sarebbe stato solo un centesimo della sua età attuale. È un frammento di tempo nel cosmo in evoluzione di 13,8 miliardi di anni.”
Erica Nelson dell’Università del Colorado, ha osservato: “il nostro team è rimasto colpito dalla possibilità di misurare le forme di queste prime galassie; i loro dischi calmi e ordinati mettono in dubbio la nostra comprensione di come si formarono le prime galassie nell’affollato e caotico Universo primordiale.” Questa straordinaria scoperta dei compact disc in tempi così remoti è stata possibile solo perché le immagini di Webb sono molto più nitide, alla luce infrarossa, di quelle di Hubble.
“Queste galassie sono molto diverse dalla Via Lattea o da altre grandi galassie che vediamo intorno a noi oggi”, ha concluso Treu. “In effetti, la sorgente più distante è molto compatta, e i suoi colori sembrano indicare che la sua popolazione stellare è particolarmente priva di elementi pesanti e potrebbe contenere anche alcune stelle di Popolazione III. Solo gli spettri di Webb lo diranno”, ha affermato Adriano Fontana, secondo autore dello studio Castellano e membro del team GLASS-JWST.
