Gli astronomi della Penn State, USA, lavorando con colleghi internazionali del progetto James Webb Space Telescope (JWST) per osservazioni ultra profonde NIRSpec e NIRCam prima del momento della reionizzazione (UNCOVER), hanno scoperto la seconda e la quarta galassie più distanti mai viste.
Una lente gravitazionale in aiuto
La scoperta è stata resa possibile grazie al grande aiuto di un’enorme lente gravitazionale sotto forma dell’ammasso di galassie noto come Abell 2744, soprannominato l’ammasso di Pandora, che si trova a circa 3,5 miliardi di anni luce da noi. L’immensa gravità dell’ammasso deforma il tessuto stesso dello spazio-tempo abbastanza da amplificare la luce proveniente dalle galassie più distanti.
Nel giro di pochi mesi, il team di UNCOVER ha ristretto il campo delle 60.000 sorgenti luminose che spiccavano nell’ammasso di Pandora a 700 candidate per uno studio di follow-up, otto delle quali pensavano potessero essere potenzialmente tra le prime galassie. “Avevamo una finestra molto piccola su questa regione e non abbiamo osservato nulla oltre queste due galassie, anche se JWST ne ha le capacità”, ha detto Joel Leja, professore alla Penn State e membro di UNCOVER. “Ciò potrebbe significare che le galassie semplicemente non si sono formate prima di allora e che non scopriremo nulla di più approfondito”.
Le galassie, denominate UNCOVER z-13 e UNCOVER z-12, sono due delle galassie con il più alto spostamento verso il rosso mai osservate, fornendo una prova diretta della loro lontananza. Distanti quasi 33 miliardi di anni luce, queste galassie incredibilmente distanti offrono informazioni su come potrebbero essersi formate le prime galassie. I ricercatori hanno notato che le nuove galassie hanno la forma di una nocciolina e di una palla soffice.
“Si sa molto poco dell’universo primordiale, e l’unico modo per conoscere quel periodo e testare le nostre teorie sulla formazione e la crescita delle galassie primordiali è con queste galassie molto distanti”, ha spiegato Bingjie Wang della Penn State, che ha guidato l’indagine. “Prima della nostra analisi, conoscevamo solo tre galassie confermate a questa distanza estrema. Lo studio di queste nuove galassie e delle loro proprietà ha rivelato la diversità delle galassie nell’universo primordiale e quanto c’è da imparare da loro”, ha aggiunto.
Estremamente lontano
Il gruppo di ricerca stima che la luce rilevata da JWST sia stata emessa dalle due galassie quando l’universo aveva circa 330 milioni di anni e abbia viaggiato per circa 13,4 miliardi di anni luce per raggiungere JWST. Ma, hanno detto i ricercatori, le galassie si trovano attualmente a quasi 33 miliardi di anni luce dalla Terra a causa dell’espansione dell’universo avvenuta durante questo periodo. “La luce proveniente da queste galassie è vecchia, circa tre volte più vecchia della Terra”, ha detto Leja.
“Queste galassie primordiali sono come fari, con la luce che irrompe attraverso il sottilissimo gas idrogeno che ha formato l’universo primordiale. Solo attraverso la loro luce possiamo iniziare a comprendere la fisica esotica che governava la galassia vicino all’alba cosmica“, aggiunge Leja.
L’articolo che descrive queste galassie è stato pubblicato su Astrophysical Journal Letters.