POCO OSSIGENO E METALLI AL SUO INTERNO

Galassia nana per capire le origini dell’universo

Una piccola e giovane galassia nana promette nuovi indizi per lo studio della formazione e della composizione chimica della galassie primordiali, formatesi nei primi 3 miliardi di anni dopo il Big Bang

Una galassia nana che assomiglia alle prime galassie che hanno popolato il nostro universo: scoperta dallo Sloan Digital Sky Survey, questa galassia – in direzione della costellazione della Lince – presenta la più bassa quantità di ossigeno e di metalli mai registrata in una galassia con formazione stellare attiva, e rappresenta un interessante oggetto di studio per comprendere i processi chimici in gioco quando l’universo era ancora giovane.

Un nuovo studio pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, mostra infatti come questa insolita composizione chimica dal basso livello di ossigeno è molto simile a quella che caratterizzava le galassie primordiali: in quei primi miliardi di anni le galassie erano ricche di idrogeno ed elio — i due elementi più antichi e comuni nell’universo, prodotti nei primi tre minuti dopo il Big Bang – e con poco ossigeno, elemento che venne formato solo successivamente tramite i processi di fusione nucleare nel nucleo delle stelle, e disseminato da eventi come esplosioni di supernove. Infatti, la maggior parte di galassie povere di ossigeno sono osservabili solo ad enormi distanze da noi (guardando “indietro nel tempo”, a causa dell’espansione dell’universo), ed è estremamente raro osservare galassie attive – galassie con processi di formazione stellare – con bassi livelli di ossigeno nel nostro “vicinato galattico”, e dunque facilmente studiabili.

Un’immagine di J0811+4730, la galassia nana oggetto dello studio, scattata grazie al Large Binocular Telescope, in Arizona.

Ma ecco che entra in gioco la galassia nana J0811+4730, relativamente vicina a noi, ad appena un redshift z=0.04444. Scoperta da poco, questa galassia ha una massa totale 30 mila volte minore di quella della Via Lattea, produce nuove stelle a circa un quarto della frequenza di quella della nostra galassia, la maggior parte delle quali (fino all’80 percento) si è formata solo negli ultimi pochi milioni di anni, rendendola dunque una galassia particolarmente giovane. Ma J0811+4730 detiene anche il record di più bassa quantità di ossigeno tra tutte quelle osservate finora, circa dieci volte in meno di altre galassie attive di paragonabile luminosità, oltre a una percentuale di metalli particolarmente bassa.

Un autore dello studio, l’astronomo Trinh Thuan dell’Università della Virgina, spiega che «abbiamo scoperto che una considerevole frazione della massa stellare all’interno di questa galassia si è formata solamente pochi milioni di anni fa, rendendo questa galassia una delle migliori controparti delle galassie primordiali che sono mai state scoperte». Thuan continua osservando che «grazie al suo livello di ossigeno estremamente basso questa galassia servirà come modello accessibile per quelle galassie attive che si sono formate tra uno e due miliardi di anni dopo il Big Bang, il primo periodo del nostro universo, vecchio 14 miliardi di anni».

In particolare J0811+4730 potrà aiutare a comprendere meglio il processo di reionizzazione dell’universo giovane, avvenuto grazie alla formazione di stelle e dunque rendendo possibile la transizione dalla cosiddetta “Era Oscura” – il periodo durante il quale l’universo era buio, composto solamente da nubi di elementi chimici elementari in balia delle forze gravitazionali – all’universo strutturato in complesse reti di galassie e nebulose di gas ionizzato intergalattico che possiamo osservare oggi. Non male per una giovane piccoletta.

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