Utilizzando il James Webb Space Telescope (JWST) e l’Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array (ALMA), gli astronomi hanno scoperto 70 antiche galassie polverose che si formarono sorprendentemente all’inizio della storia dell’universo. Queste galassie, osservate mentre esistevano meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang, contengono livelli inaspettatamente elevati di elementi pesanti (“metalli”), mettendo in discussione gli attuali modelli di evoluzione galattica.
Ricchezza di metalli inaspettata
Gli attuali modelli cosmologici prevedono che gli elementi pesanti non avrebbero dovuto essere presenti in tale abbondanza così presto nell’universo. Le stelle forgiano questi elementi più pesanti attraverso la fusione nucleare e ci si aspettava che le generazioni iniziali di stelle fossero relativamente povere di metalli. Tuttavia, queste galassie appena scoperte erano già ricche di metalli, il che implica che la formazione stellare è iniziata prima e in modo più efficiente di quanto si pensasse in precedenza.
Secondo Jorge Zavala dell’Università del Massachusetts Amherst, “Le galassie polverose sono galassie enormi con grandi quantità di metalli e polvere cosmica… E queste galassie sono molto antiche, il che significa che le stelle si formarono nell’universo primordiale, prima di quanto previsto dai nostri attuali modelli”.
Come è avvenuta la scoperta
La ricerca è iniziata con l’identificazione di una popolazione di 400 galassie luminose e polverose da parte di ALMA. Le successive osservazioni del JWST hanno ristretto l’elenco a 70 deboli candidati ai margini dell’universo osservabile, molti dei quali mai visti prima. Combinando i dati di entrambi i telescopi, gli astronomi hanno confermato che queste galassie si sono formate già 500 milioni di anni dopo il Big Bang. Questa linea temporale impone una rivalutazione della rapidità con cui le strutture galattiche si sono sviluppate dopo la nascita dell’universo.
Collegare i punti
Queste antiche galassie sembrano collegate ad altri due tipi di galassie precedentemente scoperti: galassie estremamente luminose, che formano stelle e galassie più vecchie, “quiescenti” che non producono più stelle. Zavala paragona questo all’avere “istantanee del ciclo di vita di queste rare galassie”. Le galassie luminose rappresentano la giovinezza, le galassie quiescenti rappresentano la vecchiaia e le galassie polverose appena scoperte colmano il vuoto dei giovani adulti.
Questa connessione suggerisce che la nostra comprensione dell’evoluzione galattica è incompleta. Se queste tre popolazioni sono effettivamente correlate, allora la formazione stellare deve essere iniziata prima e procedere più rapidamente di quanto consentito dalle teorie esistenti.
Sono necessarie ulteriori ricerche per consolidare queste connessioni, ma le prove attuali implicano che la nostra cronologia cosmica necessita di una revisione. La scoperta di queste galassie primordiali e ricche di metalli solleva domande fondamentali su come si sono formate le stelle e come sono maturate le galassie nell’infanzia dell’universo.
