Utilizzando il telescopio spaziale James Webb, alcuni scienziati hanno scoperto un'antica e lontana galassia che fornisce indizi su un periodo di transizione cruciale che potrebbe aver permesso all'universo primordiale di emergere dai suoi "secoli bui" prima di quanto si pensasse in precedenza.
Secondo i ricercatori, il telescopio, che scruta il passato scrutando le profondità dell'universo, ha rilevato una galassia chiamata JADES-GS-z13-1, così come appariva circa 330 milioni di anni dopo il Big Bang, avvenuto circa 13,8 miliardi di anni fa. Per fare un paragone, la Terra ha circa 4,5 miliardi di anni.
Si pensa che l'universo si sia espanso rapidamente nel giro di una frazione di secondo dopo il Big Bang. Una volta raffreddato a sufficienza, attraversò una fase nota come età oscura cosmica, durante la quale rimase immerso in una densa nebbia di idrogeno neutro. Seguì l'era della reionizzazione, quando la luce cominciò a perforare questa nebbia. Il telescopio Webb ha trovato prove che la galassia JADES-GS-z13-1 aveva già raggiunto questa fase.
Joris Witstok, astrofisico presso l' Centro per l'Origine dell'Universo dell'Università di Copenaghen e del Niels Bohr Institute, ha affermato:
« Il telescopio Webb ha confermato che JADES-GS-z13-1 è una delle galassie più distanti finora conosciute. »
Coautore principale dello studio pubblicato sulla rivista Nature, Witstok aggiunge:
« A differenza di altre galassie distanti, questa mostra una chiara impronta di una potente fonte di radiazioni ultraviolette ad alta energia, indicando che il processo di reionizzazione ha iniziato molto prima del previsto. »
Un enigma ancora irrisolto
Il periodo in cui si formarono le prime stelle, i primi buchi neri e le prime galassie è chiamato alba cosmica. Durante questa fase, i raggi UV emessi alterarono la chimica dell'idrogeno neutro, avviando un processo di reionizzazione che consentì alla luce di circolare liberamente, illuminando l'universo.
Kevin Hainline, astrofisico presso lo Steward Observatory dell'Università dell'Arizona e coautore dello studio, spiega:
« Dopo il Big Bang, l'universo era una miscela di gas idrogeno ed elio e materia oscura, che si raffreddò gradualmente. » L'universo divenne quindi completamente opaco ai raggi UV. L'idrogeno galleggiava in forma neutra, con ogni atomo legato a un elettrone. »
Aggiunge:
« Quando le prime stelle e galassie si formarono da questo gas, i raggi UV emessi dalle stelle giovani e dai buchi neri in crescita iniziarono a ionizzare l'idrogeno. » “Nel corso di centinaia di milioni di anni, l'universo è passato dall'oscurità alla luce.»
I ricercatori affermano che la luce rilevata da Webb potrebbe provenire dall'intensa formazione stellare nel nucleo della galassia, dalla presenza di un buco nero supermassiccio in crescita o persino da una combinazione di entrambi.
La galassia JADES-GS-z13-1 è larga circa 230 anni luce, centinaia di volte più piccola della Via Lattea. (Un anno luce equivale a 9,5 trilioni di chilometri.)
Lanciato dalla NASA nel 2022 e operativo dal 2023, il telescopio James Webb fornisce una comprensione più approfondita dell'universo primordiale.
Finora sono state osservate solo quattro galassie più vecchie, tra cui quella che detiene il record attuale, osservata 294 milioni di anni dopo il Big Bang, senza alcuna prova di reionizzazione.
La sorprendente scoperta di segni di reionizzazione in JADES-GS-z13-1, sotto forma di una bolla di idrogeno ionizzato, ha lasciato sbalorditi gli scienziati, poiché in precedenza si pensava che questo fenomeno fosse iniziato molto più tardi.
