THE RISE AND FALL OF ZIGGY STAR FORMATION

La galassia che visse due volte

Alma ha rilevato un segnale radio proveniente da una galassia a 13.2 miliardi di anni luce dalla Terra, originato da polvere interstellare abbondantemente presente nella galassia stessa. Per spiegare così tanta polvere in una sorgente così giovane, si pensa che la galassia abbia avuto due intensi periodi di formazione stellare, 300 milioni e 600 milioni di anni dopo il Big Bang. Tutti i dettagli su ApJ

Immagine della galassia Macs0416_Y1 ripresa da Alma e Hst. La distribuzione della polvere e del gas tracciati da Alma sono mostrati rispettivamente in rosso e verde, mentre la distribuzione delle stelle catturata da Hst è mostrata in blu. Crediti: Alma (Eso/ Naoj/Nrao), Telescopio spaziale Hubble Nasa/Esa, Tamura et al.

I ricercatori hanno rilevato un segnale radio proveniente da Macs0416_Y1, una galassia distante 13.2 miliardi di anni luce, nella costellazione di Eridano, originato dalla polvere interstellare abbondantemente presente nella galassia stessa. Ma i modelli standard di formazione stellare non sembrano essere in grado di spiegare la presenza di così tanta polvere in una galassia così giovane. I ricercatori sono quindi stati costretti a rivedere la storia di formazione stellare, giungendo alla conclusione che la galassia in questione abbia avuto due intensi periodi di formazione stellare, 300 milioni e 600 milioni di anni dopo il Big Bang, separati da una fase relativamente tranquilla.

Le stelle appaiono come le principali protagoniste dell’universo, ma in realtà sono sostenute da macchinisti invisibili che operano dietro le quinte: la polvere di stelle e il gas interstellare. Le nubi cosmiche di polvere e gas sono le culle della formazione stellare, magistrali narratrici della storia dell’universo. «La polvere e gli elementi relativamente pesanti come l’ossigeno, vengono diffusi dalla morte delle stelle», racconta Yoichi Tamura, professore all’Università di Nagoya e primo autore dell’articolo pubblicato su The Astrophysical Journal. «Pertanto, rivelare la polvere in corrispondenza di una determinata epoca indica che un certo numero di stelle a quel tempo si erano già formate ed erano già morte molto prima di quel momento».

Tramite Alma (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), Tamura e il suo gruppo di ricerca hanno osservato la galassia Macs0416_Y1. Poiché la luce viaggia a una velocità finita, le onde radio che osserviamo oggi provenire da questa galassia, per raggiungerci, hanno dovuto viaggiare per 13.2 miliardi di anni . In altre parole, forniscono un’immagine di com’era la galassia 13.2 miliardi di anni fa, solo 600 milioni di anni dopo il Big Bang. Il Telescopio Spaziale Hubble, il Telescopio Spaziale Spitzer e il Very Large Telescope dell’Eso hanno osservato la luce proveniente dalle stelle nella galassia e dal suo colore hanno stimato un’età delle stelle pari a 4 milioni di anni. Ma la polvere è troppo abbondante per essersi formata in soli 4 milioni di anni. «Le stelle più vecchie potrebbero nascondersi nella galassia, o potrebbero essersi estinte e essere già scomparse», sostiene Tamura.

Impressione artistica della galassia Macs0416_Y1. Basandosi sulle osservazioni con Alma e Hst, i ricercatori presumono che questa galassia contenga ammassi stellari con un mix di stelle vecchie e giovani. Le nuvole di gas e polvere sono illuminate dalla luce stellare. Crediti: National Astronomical Observatory of Japan.

«Sono state proposte diverse idee per superare questa crisi del bilancio della polvere», dice Ken Mawatari, ricercatore presso l’Università di Tokyo. «Tuttavia, nessuna si è dimostrata decisiva. Noi abbiamo creato un nuovo modello che non ha bisogno di ipotesi estreme – ipotesi che si discostino molto dalla nostra conoscenza della vita delle stelle nell’universo attuale. Ed è un modello che spiega bene sia il colore della galassia che la quantità di polvere in essa presente». In questo modello, il primo periodo di intensa formazione stellare iniziò 300 milioni di anni dopo il Big Bang e durò 100 milioni di anni. Dopo, l’attività di formazione stellare si è calmata, per poi riprendere 600 milioni di anni dopo il Big Bang. I ricercatori pensano che Alma abbia osservato questa galassia all’inizio della sua seconda generazione di formazione stellare. «La polvere è fondamentale per i pianeti come la Terra», spiega Tamura. «Il nostro risultato è un importante passo in avanti per comprendere la storia antica dell’Universo e l’origine della polvere».

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