Interpretazione artistica di un progenitore di galassie simili alla Via Lattea nell’universo primordiale, con un quasar di sfondo che risplende attraverso un alone di idrogeno gassoso che circonda la galassia e si estende per decine o centinaia di migliaia di anni luce. Crediti: A. Angelich (NRAO/AUI/NSF)
Sfruttando l’estrema sensibilità del radiotelescopio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma) in Cile, un gruppo prevalentemente statunitense di astronomi è riuscito a tracciare il ritratto di due galassie giovanissime, del tutto somiglianti a come presumibilmente si presentava la Via Lattea 12 miliardi di anni fa, quando l’universo aveva solamente l’otto per cento della sua età attuale. I risultati della ricerca, pubblicati su Science, descrivono come – inaspettatamente – queste progenitrici delle attuali galassie giganti a spirale fossero circondate da un alone molto esteso di gas idrogeno e avessero un tasso di formazione stellare già abbastanza alto.
Le due galassie erano già state rivelate e studiate grazie alla intensa radiazione luminosa emessa da un quasar retrostante che, illuminando “in controluce” la rispettiva galassia sulla linea di vista terrestre, raccoglie l’impronta spettrale unica dal gas (prevalentemente idrogeno) ivi presente. Tuttavia, finora non era stato possibile vedere la luce reale emessa dalla galassia, già debole ma soprattutto sopraffatta dall’emissione molto più luminosa dal quasar di sfondo.
Con la schiera di antenne Alma, i ricercatori sono stati invece in grado di osservare direttamente il bagliore nelle lunghezze d’onda millimetriche emesso dal carbonio ionizzato presente nella dense e polverose regioni di formazione stellare delle galassie. Con loro sorpresa, gli autori del nuovo studio hanno constatato che questa emissione proveniente dalla galassia era molto spostata rispetto al gas dedotto dalla luce del quasar: 137mila anni luce in un caso e 59mila nell’altro. La spiegazione più plausibile è che il contenuto di gas delle due galassie si estenda ben oltre i loro dischi di stelle, suggerendo che ogni galassia sia incorporata in un gigantesco alone di gas idrogeno neutro.
Immagine a falsi colori ottenuta da Alma, dove si nota che l’emissione dovuta alla concentrazione di gas idrogeno neutro – rivelata dal quasar retrostante – si trova a una sorprendente distanza dalla regione di formazione stellare della galassia (in questo caso, circa 137mila anni luce). Crediti: M. Neeleman
I nuovi dati di Alma mostrano anche come queste giovani galassie siano già in rotazione, che è uno dei tratti distintivi delle attuali galassie a spirale massicce. Infine, le osservazioni rivelano che entrambe le galassie formano stelle a ritmi moderatamente elevati: oltre 100 masse solari all’anno in una galassia e circa 25 masse solari all’anno nell’altra, valori più alti di quelli teorici.
«Alma ha risposto a un quesito vecchio di decenni sulla formazione delle galassie», commenta Chris Carilli del National Radio Astronomy Observatory statunitense e co-autore della ricerca. «Ora sappiamo che almeno alcune giovanissime galassie presentano aloni di gas, molto più estesi di quanto considerato in precedenza, che potrebbero rappresentare il futuro materiale a disposizione per la crescita della galassia».
Per saperne di più:
- Leggi su Science l’articolo “[C II] 158-mm emission from the host galaxies of damped Lyman-alpha systems”, di Marcel Neeleman, Nissim Kanekar, J. Xavier Prochaska, Marc Rafelski, Chris L. Carilli e Arthur M. Wolfe