Gli astronomi hanno confermato che 4 antiche galassie rilevate dal James Webb Space Telescope nei primi mesi delle sue operazioni sono le più antiche mai osservate e vecchie quasi quanto l’universo stesso.
Le galassie erano tra le centinaia di promettenti conglomerati stellari trovati nelle immagini della Near Infrared Camera (NIRCam) a bordo del James Webb Space Telescope. Gli scienziati sono stati in grado di confermare che questi antichi oggetti erano davvero antichi come apparivano solo dopo averli osservati in dettaglio con il Near Infrared Spectrograph, che ha rivelato la loro composizione chimica e determinato la velocità con cui queste galassie si stanno allontanando da Webb.
Gli astronomi ora sanno che la luce delle quattro galassie ha impiegato più di 13,4 miliardi di anni per raggiungere Webb. Più precisamente, il telescopio vede le galassie come apparivano solo 350 milioni di anni dopo il Big Bang, quando l’universo aveva solo il 2% della sua età attuale, anche se le galassie hanno iniziato a formarsi anche prima.
Le galassie antiche e le osservazioni di Webb
Osservare famiglie stellari di questo tipo è esattamente ciò per cui Webb è stato costruito e gli scienziati sono entusiasti dei risultati arrivati così presto nelle sue operazioni.
“Queste galassie sono ben oltre ciò che avremmo potuto immaginare di trovare prima del telescopio Webb,” ha dichiarato Brant Robertson, astrofisico della University California Santa Cruz, tra i ricercatori coinvolti nelle osservazioni. “Con JWST, per la prima volta ora possiamo trovare galassie così distanti e poi confermare spettroscopicamente che sono davvero così lontane“.
Per confermare che le galassie erano davvero antiche come sembravano, gli astronomi dovevano ottenere stime precise del redshift, lo spostamento verso il rosso, dai dati di NIRSpec. Il redshift fa apparire più rossi gli oggetti che si allontanano da noi a causa dell’espansione dell’universo, che allunga la luce emessa da stelle e galassie lontane in lunghezze d’onda più lunghe e più rosse dello spettro luminoso.
La più distante delle galassie rilevate da Webb mostrava uno spostamento verso il rosso di 13,2, che corrisponde a un’età di circa 13,5 miliardi di anni, il più alto mai misurato per qualsiasi galassia. “A redshift 13, l’universo ha solo circa 325 milioni di anni,” ha spiegato Robertson.
Le osservazioni sono state condotte nell’ambito del progetto JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), che utilizza NIRCam e NIRSpec per studiare l’universo primordiale in modi che prima erano impossibili. La collaborazione internazionale di oltre 80 astronomi è solo all’inizio. Successivamente, gli studiosi vogliono osservare le singole stelle in quelle galassie, alcune delle quali potrebbero essere nate fino a 100 milioni di anni prima della fase in cui sono state osservate da Webb.
“Con queste misurazioni, possiamo conoscere la luminosità intrinseca delle galassie e capire quante stelle hanno,” ha spiegato Robertson. “Ora possiamo iniziare a distinguere davvero come le galassie vengono messe insieme nel tempo“. Le osservazioni corrispondono a ciò che gli astronomi si aspettavano sulla base dei modelli esistenti di formazione delle galassie, ha aggiunto Robertson.
Nelle osservazioni NIRCam, il team ha anche identificato galassie che sembrano ancora più vecchie di quelle ora confermate, ma la loro età non è stata ancora verificata dalle misurazioni spettroscopiche più accurate di NIRSpec.
Le nuove scoperte saranno presentate lunedì 12 dicembre in occasione una conferenza dello Space Telescope Science Institute a Baltimora.
Un po’ di Italia nella scoperta di Webb
L’analisi dei tali dati è stata condotta da un team di astrofisici internazionale: nel Regno Unito, da Emma Curtis-Lake dell’Università di Hertfordshire e Sandro Tacchella dell’Università di Cambridge, negli Stati Uniti da Brant Robertson dell’Università di Santa Cruz, in Italia da Stefano Carniani, della Scuola Normale Superiore di Pisa. “Le quattro galassie osservate con Webb sono particolarmente interessanti in quanto potrebbero rappresentare le progenitrici della Via Lattea – spiega Carniani – La luce che vi proviene è principalmente emessa da stelle giovani, un indicatore che conferma che stiamo osservando le prime fasi evolutive di queste galassie. Inoltre l’elaborazione dei dati ha consentito di determinare le dimensioni di questi oggetti, che sono risultati circa 500 volte più piccoli della Via Lattea pur formando nuove stelle con un tasso annuo simile a quello della nostra galassia“. “Il progetto di ricerca Jades – conclude Carniani – è solo all’inizio e nel corso del 2023 il telescopio Webb ci permetterà di rispondere ad alcune delle domande ancora aperte nel campo dell’astrofisica. Il nostro obiettivo è, in primis, continuare la ricerca delle prime galassie determinando i meccanismi che hanno portato alla loro formazione ed evoluzione“.
