Il telescopio spaziale James Webb potrebbe aver trovato prove della prima generazione di stelle, ampiamente teorizzata, così come dell’ago nero supermassiccio attivo più lontano finché non si chiude.
Lo strumento NIRCam del telescopio spaziale James Webb mostra una porzione del campo della galassia GOODS-Nord. Nell’angolo in basso a destra spicca un approccio alla galassia GN-z11. Crediti: NASA, ESA, CSA, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Marcia Rieke (Universidad de Arizona), Daniel Eisenstein (CfA).
Gli scienziati che utilizzano il telescopio Webb per studiare GN-z11, una delle galassie più giovani e distanti mai osservate, Ho scoperto alcuni test allettante dell’esistenza delle stelle di Población III situate nella sua periferia.
Queste stelle sfuggenti, le prime a illuminare l’universo, sono composte esclusivamente da idrogeno ed elio. Anche se non è mai stata raggiunta una rilevazione definitiva di tali stelle, gli scienziati sanno che devono esistere. Ora, con lo strumento NIRSpec (Surround Infrared Spectrograph) di Webb, la sua sala sembra più vicina che mai.
“L’idea che non vediamo nient’altro suggerisce che questo conglomerato deve essere piuttosto incontaminato”, afferma il ricercatore principale, Roberto Maiolino, del Cavendish Laboratory e del Kavli Institute of Cosmology dell’Università di Cambridge nel Regno Unito . «Questo è qualcosa che ci si aspetta dalla teoria e dalle simulazioni in prossimità di galassie particolarmente massicce di questi tempi, che dovrebbero avere sacche di gas incontaminato sopravvissute nell’alone, e queste potrebbero collassare e formare ammassi di stelle di Población III».
Conglomerato di gas incontaminato su GN-z11. Crediti: NASA, ESA, CSA, Ralf Crawford (STScI).
Trovare le stelle di Población III, mai viste prima, è uno degli obiettivi più importanti dell’astrofisica moderna. Si prevede che queste stelle siano molto massicce, molto luminose e molto calde. Il segno atteso è la presenza di elio ionizzato e l’assenza di elementi chimici più pesanti dell’elio.
La formazione delle prime stelle e galassie segna un cambiamento fondamentale nella storia cosmica, durante il quale l’universo si è evoluto da uno stato oscuro e relativamente semplice all’ambiente altamente strutturato e complesso che vediamo oggi.
Nelle future osservazioni di Webb, Maiolino e il suo team esploreranno la galassia GN-z11 in modo più approfondito e sperano di rafforzare il caso delle stelle di Población III che potrebbero formarsi nel suo alone.
L’acqua nera più lontana mai trovata
I ricercatori hanno anche trovato la prima prova di ciò GN-z11 ospita un ago nero centrale che sta accumulando materiale rapidamente. E dato che la galassia studiata esisteva quando il nostro universo di 13.800 milioni di anni aveva solo circa 430 milioni di anni, quindi voglio decidere quale punta nera supermassiccia attiva è la più lontana rilevata fino alla sua chiusura.
“Abbiamo trovato un gas estremamente denso, comune nelle vicinanze dei buchi neri supermassicci che accumulano gas”, ha spiegato Maiolino. «Questi sono stati i primi segnali chiari che GN-z11 ospita un ago nero che sta divorando materiale».
Crediti: NASA, ESA, CSA, STScI, Brant Robertson (UC Santa Cruz), Ben Johnson (CfA), Sandro Tacchella (Cambridge), Marcia Rieke (Università dell’Arizona), Daniel Eisenstein (CfA).
Usando Webb, il team ha anche trovato prove di elementi chimici ionizzati e di venti molto potenti espulsi dalla galassia, entrambi processi strettamente associati a fontane nere supermassicce che accumulano vigorosamente materia.
«La NIRCam (Surround Infrared Chamber) di Webb ha rivelato una componente estesa, che segue la galassia ospite, e una sorgente centrale e compatta i cui colori sono coerenti con quelli di un disco di accrescimento che circonda un punto nero», dice la ricercatrice Hannah Übler, anche lei del Laboratorio Cavendish e Istituto Kavli.
«Nel loro insieme, queste prove mostrano che GN-z11 ospita un punto nero supermassiccio di 2 milioni di masse solari in una fase molto attiva di consumo di materia, il che spiega la sua eccezionale luminosità», ha concluso.
Credito: Webb. Edizione: deputato.
