Studio della Scuola Normale Superiore di Pisa: Rilevata la presenza di gas su JADES-GS-z14-0, l’agglomerato di stelle più distante da noi finora conosciuto

JADES-GS-z14-0 è una galassia dell’Universo appena nato, pochi milioni di anni dopo il Big Bang. Scoperta solo di recente grazie al telescopio spaziale James Webb, è la più distante mai trovata: è così lontana che la sua luce ha impiegato 13,4 miliardi di anni per raggiungerci, e la vediamo ora com’era quando l’Universo aveva meno di 300 milioni di anni, circa il 2% della sua età attuale. Un Universo bambino.

Due team di astrofisici, uno dei quali italiano della Scuola Normale Superiore (l’altro è dell’Osservatorio di Leida, Paesi Bassi), hanno rilevato la presenza di ossigeno in questa galassia, a conferma di analoghe osservazioni dell’Università dell’Arizona che non avevano però la misura sperimentale diretta. Con la presenza di ossigeno su JADES-GS-z14-0, gli astrofisici ipotizzano che le prime galassie siano in realtà chimicamente ben più mature di quanto previsto. La scoperta è resa possibile stavolta grazie all’insieme di radiotelescopi dell’osservatorio ALMA, situato nel deserto di Atacama nel nord del Cile, di cui è partner l’European Southern Observatory (ESO).

«Le galassie solitamente iniziano la loro vita piene di stelle giovani, costituite principalmente da elementi leggeri come idrogeno ed elio – spiega Stefano Carniani, cosmologo della Normale, autore principale dell’articolo su Astronomy & Astrophysics –. Mentre le stelle si evolvono, creano elementi più pesanti come l’ossigeno, dispersi nella galassia ospite dopo la loro morte. Finora si pensava che, a 300 milioni di anni, l’Universo fosse ancora troppo giovane per avere galassie ricche di elementi pesanti. Tuttavia i dati ci indicano invece che JADES-GS-z14-0 contiene 10 volte più elementi pesanti del previsto».

«È come trovare un adolescente dove ti aspetteresti solo bambini», ritiene Sander Schouws, primo autore dello studio su un’altra rivista, The Astrophysical Journal. I risultati mostrano che la galassia si è formata molto rapidamente e sta anche maturando rapidamente, aggiungendosi a un crescente corpo di prove a favore di una formazione delle galassie molto più rapida di quanto ci si aspettasse».

La rilevazione ha anche permesso di rendere le misurazioni della nostra distanza da JADES-GS-z14-0 molto più accurate. «Grazie a ALMA siamo a un livello di precisione della distanza della galassia fino a un’incertezza di appena lo 0,005 per cento, pari a 5 cm su una distanza di 1 km, e ciò ci consente di svelare la rapida evoluzione di questo agglomerato di stelle, una conferma dell’importanza cruciale di questi telescopi di punta nello studio dell’universo primordiale», aggiungono Eleonora Parlanti e Giacomo Venturi, rispettivamente dottoranda e assegnista di ricerca presso la Scuola Normale.

«La scoperta rappresenta una sfida e un’opportunità per i modelli di formazione ed evoluzione delle galassie e servirà da punto di riferimento per le successive simulazioni ai supercomputer che indagano le condizioni fisiche dell’Universo primordiale», conclude Andrea Ferrara, coordinatore del Gruppo di Cosmologia alla Scuola Normale Superiore.