James Webb fa la storia osservando la nascita delle prime galassie nell’universo

James Webb fa la storia osservando la nascita delle prime galassie nell’universo
James Webb fa la storia osservando la nascita delle prime galassie nell’universo

Il James Webb Space Telescope (JWST) continua a porre pietre miliari nella ricerca astronomica. Recentemente, gli scienziati dell’Università di Copenhagen, in Danimarca, hanno utilizzato lo strumento ultrasensibile per osservare, per la prima volta nella storia, la formazione di tre delle prime galassie apparse nell’universo.

Secondo il modello cosmologico più accettato, l’universo ha circa 13,8 miliardi di anni. Gli scienziati del Niels Bohr Institute hanno raccolto informazioni dirette sulle nascite galattiche risalenti a un periodo compreso tra 13,3 e 13,4 miliardi di anni fa. Le galassie trovate si sono formate, in media, 400 milioni di anni dopo il Big Bang, quando l’universo aveva il 4% della sua età attuale.

Va ricordato che poiché la luce ha una velocità finita di 300.000 m/s, e poiché lo spazio è in espansione, osservare la luce proveniente da oggetti molto distanti equivale a vedere com’erano molto tempo fa. Se un osservatore sufficientemente distante puntasse un telescopio verso la Terra, potrebbe vedere, ad esempio, il periodo Giurassico in pieno svolgimento. Allo stesso modo, JWST, avendo la capacità di osservare in profondità l’universo lontano, ha quindi la capacità di osservare alcuni aspetti dell’universo primordiale.

Le recenti osservazioni del James Webb non hanno prodotto fotografie esattamente come quelle a cui ci ha abituato durante i suoi due anni di attività. Gli scienziati di Copenaghen chiariscono di aver visto segni di grandi quantità di gas accumularsi attorno ad una mini galassia in fase di costruzione. I dati JWST sono le misurazioni più distanti del gas idrogeno freddo e neutro registrate fino ad oggi. Questo è il meccanismo teorico e la materia prima originaria da cui sono nate le galassie e le stelle.

“Si potrebbe dire che queste sono le prime immagini dirette della formazione delle galassie che abbiamo visto. Mentre in precedenza James Webb ci aveva mostrato le prime galassie negli stadi successivi dell’evoluzione, qui assistiamo alla loro nascita e quindi alla costruzione dei primi sistemi stellari nell’universo”, ha spiegato il professore associato Kasper Elm Heintz dell’Istituto. Niels Bohr, che ha guidato lo studio.


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Il telescopio Euclid ha accumulato solo 24 ore consecutive di osservazioni nette, ma ha già contribuito a 10 scoperte e osservato 17 oggetti stellari.


L’universo primitivo e oscuro

Dopo l’evento di espansione universale del Big Bang, ci sono voluti centinaia di milioni di anni perché l’universo iniziasse a produrre stelle. L’Istituto Niels Bohr descrive quei primi istanti del cosmo come un ammasso opaco di atomi di idrogeno dove non c’erano corpi stellari, solo gas. Alla fine, la materia stellare collassò su se stessa, portando alla nascita delle prime stelle. Le corna, a loro volta, si raggrupparono per formare le prime galassie.

Da tempo, anche se le stelle erano già in formazione, le condizioni primitive dell’universo impedivano che la loro luce si disperdesse. Proprio come, in una mattinata nebbiosa, la foschia oscura la luce dei lampioni, la luce delle galassie si perdeva nelle nubi di idrogeno circostanti. È grazie alla radiazione dei primi corpi celesti che il gas circostante si è ionizzato ed è diventato “trasparente” ai fotoni, le particelle elementari che compongono la luce. Questo primo periodo dell’universo è noto come “fase di reionizzazione”. Quando finì, 900 milioni di anni dopo, l’universo era osservabile.

Con il perfezionamento dell’uso del telescopio spaziale James Webb, gli scienziati si stanno avvicinando ai primi istanti dell’Universo.

Il team di Copenaghen ha pubblicato i risultati in un articolo su Scienza dove descrivono in dettaglio i limiti attuali dei sensori a infrarossi JWST. Sperano di superare il proprio record per continuare a esplorare le nubi di gas idrogeno neutro che avvolgevano le galassie attenuandone la luminosità nell’universo primordiale.

 
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