MADRID, 28 giugno (EUROPA PRESS) –
Il telescopio spaziale Webb (JWST) ha confermato che sono stati rilevati oggetti luminosi e molto rossi nell’universo primordiale Sfidano il pensiero convenzionale sulle origini e sull’evoluzione delle galassie e i suoi buchi neri supermassicci.
Un team internazionale, guidato da ricercatori della Pennsylvania State University, utilizzando lo strumento NIRSpec a bordo del JWST come parte dell’indagine RUBIES, ha identificato tre oggetti misteriosi nell’universo primordiale, circa 600-800 milioni di anni dopo il Big Bang, quando l’universo era solo 5% della sua età attuale. Hanno annunciato la scoperta il 27 giugno sulla rivista Lettere del diario astrofisico.
Il team ha studiato le misurazioni spettrali, ovvero l’intensità delle diverse lunghezze d’onda della luce emessa dagli oggetti. La loro analisi ha trovato segni di stelle “vecchie”, vecchie di centinaia di milioni di anni, molto più vecchie di quanto previsto in un universo giovane.
I ricercatori hanno affermato di essere rimasti sorpresi anche nello scoprire segni di enormi buchi neri supermassicci negli stessi oggetti, stimando che siano tra 100 e 1.000 volte più massicci del buco nero supermassiccio nella nostra Via Lattea. Nessuna di queste caratteristiche è prevista negli attuali modelli di crescita delle galassie e di formazione di buchi neri supermassicci, che prevedono che le galassie e i loro buchi neri crescere insieme nel corso di miliardi di anni di storia cosmica.
“Abbiamo confermato che questi oggetti sembrano essere pieni di stelle antiche, vecchie di centinaia di milioni di anni, in un universo che ha solo dai 600 agli 800 milioni di anni. Sorprendentemente, questi oggetti detengono il record per i primi segni di antica luce stellare.” disse è una dichiarazione Bingjie Wang, ricercatore post-dottorato presso la Penn State e autore principale dell’articolo.
“È stato del tutto inaspettato trovare stelle antiche in un universo molto giovane. I modelli standard di cosmologia e di formazione delle galassie hanno avuto un successo incredibile, eppure questi oggetti luminosi “Non si adattano del tutto comodamente a quelle teorie.”
I ricercatori hanno rilevato per la prima volta gli oggetti massicci nel luglio 2022, quando è stato pubblicato il set di dati JWST iniziale. Diversi mesi dopo il team pubblicò un articolo su Nature in cui annunciava l’esistenza degli oggetti.
All’epoca, i ricercatori sospettavano che gli oggetti fossero galassie, ma continuarono la loro analisi prendendo spettri per comprendere meglio le reali distanze degli oggetti, così come le fonti che alimentavano la loro immensa luce.
I ricercatori hanno poi utilizzato i nuovi dati per tracciare un quadro più chiaro di come apparivano le galassie e di cosa c’era al loro interno. Il team non solo ha confermato che gli oggetti erano effettivamente galassie vicine all’inizio dei tempi, ma li ha anche trovati prove di buchi neri supermassicci sorprendentemente grandi e di una popolazione di stelle sorprendentemente antica.
“È molto confuso”, ha detto Joel Leja, assistente professore di astronomia e astrofisica alla Penn State e coautore di entrambi gli articoli. “Questo potrebbe adattarsi in modo scomodo al nostro attuale modello dell’universo, ma solo se evochiamo una formazione esotica e incredibilmente veloce all’inizio dei tempi. Questo è, senza dubbio, l’insieme di oggetti più peculiare e interessante che abbia mai visto in la mia carriera.” “.
JWST è dotato di strumenti di rilevamento a infrarossi in grado di rilevare la luce emessa da stelle e galassie più vecchie. In sostanza, il telescopio permette agli scienziati di guardare indietro nel tempo di circa 13,5 miliardi di anni, vicino all’inizio dell’universo come lo conosciamo, Ha detto Leja.
Una sfida nell’analizzare la luce antica è che può essere difficile distinguere tra i tipi di oggetti che avrebbero potuto emettere la luce. Nel caso di questi primi oggetti, hanno chiare caratteristiche sia dei buchi neri supermassicci che delle stelle antiche.
Tuttavia, ha spiegato Wang, non è ancora chiaro quale percentuale della luce osservata provenga da ciascuna di esse, il che significa che potrebbero essere galassie primordiali che sono inaspettatamente vecchie e più massicce anche della nostra Via Lattea, formandosi molto prima di quanto previsto dai modelli potrebbero esserci galassie di massa più normale con buchi neri “supermassicci”, circa da 100 a 1.000 volte più massicci di quanto avrebbe una galassia del genere oggi.
“Distinguere tra la luce proveniente dal materiale che cade in un buco nero e la luce emessa dalle stelle in questi piccoli oggetti distanti è una sfida”, ha detto Wang. “L’incapacità di distinguere tra i dati attuali lascia ampio spazio all’interpretazione di questi oggetti intriganti. Onestamente, è emozionante avere così tanto mistero da risolvere.”
A parte la loro massa ed età inspiegabili, se parte della luce proviene da buchi neri supermassicci, allora non sono nemmeno normali buchi neri supermassicci. Producono molti più fotoni ultravioletti del previsto e oggetti simili studiati con altri strumenti non hanno le caratteristiche dei buchi neri supermassicci, come polvere calda ed emissione di raggi X luminosi. Ma forse la cosa più sorprendente, hanno detto i ricercatori, è quanto sembrano massicci Essere.
“Normalmente, i buchi neri supermassicci si trovano accoppiati con le galassie”, ha detto Leja. “Crescono insieme e attraversano insieme tutte le loro importanti esperienze di vita. Ma qui abbiamo un buco nero adulto completamente formato che vive all’interno di quella che dovrebbe essere una piccola galassia. Ciò non ha proprio senso, perché queste cose dovrebbero crescere insieme, o almeno questo è quello che pensavamo“.
DIMENSIONI INCREDIBILMENTE PICCOLE
I ricercatori erano anche perplessi dalle dimensioni incredibilmente piccole di questi sistemi, appena poche centinaia di anni luce, circa 1.000 volte più piccoli della nostra Via Lattea. Le stelle sono numerose quasi quanto nella nostra galassia, la Via Lattea, con tra 10 miliardi e 1 trilione di stelle, ma contenuta in un volume 1.000 volte più piccolo della Via Lattea.
Leja ha spiegato che se prendessimo la Via Lattea e la comprimessimo fino alle dimensioni delle galassie trovate, la stella più vicina si troverebbe quasi nel nostro sistema solare. Il buco nero supermassiccio al centro della Via Lattea, distante circa 26.000 anni luce, si troverebbe a soli 26 anni luce dalla Terra e sarebbe visibile nel cielo come un gigantesco pilastro di luce.
