Non è la prima volta che l’occhio del James Webb Space Telescope (Jwst) supera le aspettative teoriche, presentandoci un universo più precoce di quanto ci si attendeva. È quello che è successo – di nuovo – studiando la formazione delle barre nelle galassie e andando a osservare come apparivano tra gli otto e gli undici miliardi di anni fa – dunque quando l’universo, che oggi ha 13,7 miliardi di anni, era ancora molto giovane.
Un’immagine in scala di grigi della galassia Egs 31125 a 10,6 miliardi di anni fa, classificata visivamente come “fortemente barrata” (la barra è evidenzaiata nell’immagine centrale dall’ellisse viola, mentre le due linee viola continue indicano i bracci a spirale). Da sinistra a destra: un’immagine di Hubble e due della NirCam di Jwst, con il filtro F356W (al centro) e con quello F444W (a destra). Il confronto fra i diversi filtri mostra gli effetti della funzione di diffusione del punto (Psf), della sensibilità e della gamma di lunghezze d’onda sull’immagine della galassia, in particolare nel contesto delle barre. Crediti: Zoe Le Conte
Ebbene, sembrerebbe che le prime galassie fossero meno caotiche e si sviluppassero molto più velocemente del previsto. A sostenerlo, un nuovo risultato ottenuto da un team guidato da Zoe Le Conte della Durham University, nel Regno Unito, e pubblicato questa settimana su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Utilizzando Jwst i ricercatori sono infatti riusciti osservare la presenza di numerose galassie barrate – vale a dire, galassie il cui nucleo è attraversato da una barra di stelle, come per esempio nella Via Lattea – quando l’universo aveva solo pochi miliardi di anni. Man mano che le barre si sviluppano, regolano la formazione stellare all’interno di una galassia, spingendo il gas verso il centro galattico. La loro presenza – del tutto inattesa – indica che le galassie avevano raggiunto una fase stabile e matura già tra gli 8 e gli 11,5 miliardi di anni fa.
«Questa è una vera sorpresa, perché ci si aspetterebbe che l’universo in quella fase fosse molto turbolento, con molte collisioni tra galassie e molto gas che non si è ancora trasformato in stelle», spiega Le Conte. «Tuttavia, grazie al telescopio spaziale James Webb, stiamo osservando molte di queste barre apparire ben prima nella vita dell’universo, il che significa che le galassie si trovavano in uno stadio della loro evoluzione più stabile di quanto si pensasse in precedenza e che dovremo modificare le nostre teorie sull’evoluzione delle prime galassie».
Precedenti studi condotti utilizzando il telescopio spaziale Hubble erano stati in grado di rilevare galassie con le loro barre in formazione risalenti fino a otto o nove miliardi di anni fa. Tuttavia, la maggiore sensibilità e la gamma di lunghezze d’onda offerte da Jwst hanno permesso ai ricercatori di vedere il fenomeno accadere ancora più indietro nel tempo. Delle 368 galassie a disco osservate, i ricercatori hanno visto che quasi il venti per cento mostrava delle barre: il doppio di quanto visto con Hubble. «Ciò implica che l’evoluzione delle galassie guidata dalle barre sta accadendo da molto più tempo di quanto si pensasse», dice Dimitri Gadotti, della Durham University, coautore dello studio. «Le simulazioni dell’universo ora devono essere esaminate per vedere se producono gli stessi risultati ottenuti dalle osservazioni fatte con James Webb».
Il prossimo passo sarà quello di indagare ancora più galassie per verificare se già mostravano barre in epopca primordiale. La speranza è di riuscire a spingersi fino a circa 12,2 miliardi di anni fa, per osservare la crescita delle barre nel tempo e comprendere i meccanismi fisici che si celano dietro il loro sviluppo. Più si guarda indietro nel tempo, notano infatti gli autori dello studio, e meno galassie s’incontrano che formano barre. Questo potrebbe essere dovuto al fatto che le galassie a uno stadio ancora più precoce dell’universo potrebbero non essere così ben formate, ma attualmente non c’è modo – nemeno per Jwst – di osservare barre di stelle più corte, e dunque meno facili da individuare.
Per saperne di più:
- Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo “A JWST investigation into the bar fraction at redshifts 1 ≤ z ≤ 3” di Zoe A. Le Conte, Dimitri A. Gadotti, Leonardo Ferreira, Christopher J. Conselice, Camila de Sá-Freitas, Taehyun Kim, Justus Neumann, Francesca Fragkoudi, E. Athanassoula e Nathan J Adams