Ha appena 600 milioni di anni dal Big Bang la galassia più remota che gli astronomi sono riusciti a misurare fino ad oggi, la galassia UDFy-38135539. L’eccezionale misura è stata condotta grazie al telescopio VLT dell’ESO, ed in particolare con lo spettrometro SINFONI che, operando negli infrarossi, ha stabilito la misura del redshift (8,6). La ricerca esce sul numero di questa settimana di Nature.
Studiare queste prime galassie è estremamente difficile. La loro luce inizialmente brillante quella che raggiunge la Terra ci appare molto debole e piccola. Inoltre, questa fioca luce ricade per lo più nella parte infrarossa dello spettro perché la sua lunghezza d’onda si è allungata con l’espansione dell’Universo – un effetto noto come redshift. A peggiorare le cose, in questa fase iniziale, meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang, l’Universo non era del tutto trasparente e molto di esso era avvolto in una nebbia di idrogeno che assorbe la vigorosa luce ultravioletta prodotta dalle galassie giovani. Il periodo in cui la nebbia stava per essere dissolta dalla luce ultravioletta è noto come l’epoca della reionizzazione.
Un precedente risultato segnalava un oggetto ad una distanza più grande (con redshift di 10). Tuttavia successive ricerche non hanno confermato la presenza di una galassia alla data posizione con un redshift così alto, tanto che tale identificazione non è ritenuta valida dalla maggior parte degli astronomi.
Il fenomeno della nebbia gassosa che impedisce di vedere le galassie al momento degli albori dell’Universo deriva dal raffreddamento dell’universo stesso dopo il Big Bang, circa 13,7 miliardi di anni fa, durante il quale elettroni e protoni si combinarono formando idrogeno gassoso. Questo gas freddo e buio è stato il principale costituente dell’Universo durante la cosiddetta Età Oscura, quando non c’erano oggetti luminosi. Questa fase si concluse quando si formarono le prime stelle e la loro intensa radiazione ultravioletta ha lentamente reso trasparente questa nebbia di idrogeno scindendo gli atomi di idrogeno nuovamente in elettroni e protoni, un processo noto come reionizzazione. Questa epoca agli albori della storia dell’Universo è durata da circa 150 a 800 milioni anni dopo il Big Bang. Capire come sia accaduto il processo di reionizzazione e come si siano formate ed evolute le prime galassie, è una delle grandi sfide della cosmologia moderna.