In un’affascinante ricerca che sta scuotendo le fondamenta dell’astrofisica, gli scienziati dell’Università del Missouri hanno fatto una scoperta che potrebbe riscrivere i manuali sulla formazione delle galassie. Utilizzando le immagini a infrarossi del potente James Webb Space Telescope (JWST) della NASA, hanno identificato 300 oggetti che brillano molto più intensamente di quanto ci si aspetterebbe, suggerendo che potrebbero essere galassie primordiali finora sconosciute.
La ricerca, guidata dal professor Haojing Yan e dal suo studente di dottorato Bangzheng “Tom” Sun, ha rivelato “oggetti candidati che, se confermati, potrebbero sfidare le attuali idee su come le galassie si sono formate nell’universo primordiale“, ha affermato Yan.
La detective story dell’universo
Identificare questi oggetti misteriosi non è un compito facile. È un processo meticoloso che combina tecnologia all’avanguardia, analisi dettagliata e una buona dose di investigazione cosmica.
Il primo indizio: la luce a infrarossi
Gli astronomi hanno utilizzato 2 delle potenti fotocamere a infrarossi del JWST: la Near-Infrared Camera e il Mid-Infrared Instrument. Ma perché gli infrarossi? Perché la luce proveniente dalle galassie più lontane, che si sono formate subito dopo il Big Bang, ha viaggiato per miliardi di anni per raggiungerci. Questo viaggio infinito ha allungato la luce, spostandola dallo spettro visibile a quello infrarosso. Questo fenomeno è chiamato spostamento verso il rosso (redshift), e più è alto, più l’oggetto è lontano da noi e più è vicino all’inizio dell’universo.
La “scomparsa”: la tecnica del dropout
Per scovare le 300 galassie candidate, i ricercatori hanno impiegato una tecnica consolidata chiamata dropout. Questa tecnica individua galassie con elevato redshift cercando oggetti che sono visibili nelle lunghezze d’onda più rosse, ma scompaiono in quelle più blu. Questo “fenomeno di scomparsa” è un segno distintivo della cosiddetta “Lyman Break”, una caratteristica spettrale che si verifica quando la luce ultravioletta viene assorbita dall’idrogeno neutro. Poiché l’aumento del redshift sposta questa firma spettrale verso il rosso, essa agisce come una sorta di impronta digitale cosmica.
Le stime e il punto di svolta
Dopo aver identificato i candidati, il passo successivo è stato stimarne il redshift. La tecnica più accurata sarebbe la spettroscopia, che scompone la luce in diverse lunghezze d’onda per rivelare una “firma” unica. In assenza di dati spettroscopici completi, i ricercatori si sono affidati alla Spectral Energy Distribution Fitting, che ha fornito una base per stimare il redshift e altre proprietà come l’età e la massa delle galassie.
Storicamente, oggetti così brillanti non venivano considerati galassie primordiali. Tuttavia, sulla base delle loro scoperte, gli scienziati dell’Università del Missouri ritengono che questi oggetti meritino un’indagine più approfondita e non debbano essere scartati frettolosamente.
La prova finale
La prova definitiva che confermerà o smentirà la loro natura primordiale sarà la spettroscopia. Questa tecnica, considerata il “gold standard” dell’astronomia, scompone la luce in un arcobaleno di colori, rivelando la composizione, l’età e la storia di una galassia.
“Uno dei nostri oggetti è già stato confermato come galassia primordiale grazie alla spettroscopia“, ha rivelato Sun. “Ma un solo oggetto non basta. Avremo bisogno di ulteriori conferme per dire con certezza se le teorie attuali sono messe in discussione“.
La ricerca, intitolata “On the very bright dropouts selected using the James Webb Space Telescope NIRCam instrument”, è stata pubblicata su The Astrophysical Journal. I risultati aprono nuove, emozionanti prospettive per la comprensione delle prime fasi dell’universo, dimostrando ancora una volta l’incredibile capacità del telescopio Webb di sondare il passato cosmico e sfidare le nostre conoscenze attuali.