Accedi
Osservato il carburante delle prime galassie
Scoperto un enorme serbatoio di gas molecolare freddo in una galassia massiccia in piena fase di formazione nell’universo lontano. Il team di ricerca, guidato dall’Università di Leiden, ha osservato Rebels-25 quando l’universo aveva solo circa 700 milioni di anni, ovvero intorno al 5 per cento della sua età attuale. La galassia, infatti, si trova a un redshift di 7,3, corrispondente al cuore dell’epoca della Reionizzazione: un’era chiave in cui le prime stelle e galassie hanno trasformato l’universo oscuro e neutro in quello che vediamo oggi intorno a noi.
ll team di ricerca ha utilizzato il Very Large Array (Vla) della National Science Foundation statunitense (Nsf), un radiotelescopio situato nella contea di Socorro, nel New Mexico, combinandolo con i dati dell’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma), nelle Ande cilene, per cercare la debole emissione radio delle molecole di monossido di carbonio (CO), firma del gas molecolare cosmico.
Immagine della galassia Rebels-25, scattata dall’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma). Crediti: Aalm (Eso/Naoj/Nrao)/L. Rowland et al.
Le osservazioni hanno rivelato la presenza di una linea specifica del CO che traccia il gas freddo: si tratta della rilevazione di CO a bassa energia più distante nell’universo a oggi nota. La luminosità del segnale suggerisce che Rebels-25 possedesse già una grandissima riserva di materiale per la formazione stellare quando l’universo era molto giovane. I dati a più alta energia acquisiti con Alma, combinati con i risultati del Vla, hanno permesso di definire anche la densità e la temperatura del gas nelle condizioni dell’universo primordiale.
La sfida osservativa a cui ha dovuto far fronte il team di ricerca è quella di riuscire a rivelare le deboli linee di CO a bassa energia così indietro nella storia cosmica. Il fondo cosmico a microonde (Cmb) – la radiazione fossile risalente a poco dopo il Big Bang – agisce infatti come uno sfondo che riduce il contrasto dell’emissione del gas freddo. Questo effetto si accentua drasticamente ad alti redshift, dove il Cmb diventa significativamente più luminoso, rendendo queste osservazioni estremamente difficili.
Questa illustrazione traccia l’evoluzione dell’universo dal Big Bang ai giorni nostri, mettendo in evidenza Rebels-25, una galassia prontamente distante osservata durante l’epoca della reionizzazione, 13 miliardi di anni fa. Nuove e profonde osservazioni con il Vla e Alma rivelano che Rebels-25 possedeva già un enorme serbatoio di gas molecolare freddo — il combustibile diretto per la formazione stellare — quando l’universo aveva appena 700 milioni di anni. Crediti: Nsf/Aui/Nsf/Nrao/M.Weiss
Il lavoro mostra come le galassie con appena 700 milioni di anni di vita dopo il Big Bang contenessero già grandi serbatoi di gas freddo disponibili per la nascita di nuove stelle, offrendo una comprensione chiave di come i primi sistemi siano diventati così massicci così rapidamente. Rilevando il combustibile stesso della formazione stellare, gli astronomi possono ora misurare direttamente il gas che guida questa rapida crescita, anziché doverlo dedurre per via indiretta.
Questo risultato prefigura le potenzialità del Next-Generation Very Large Array (ngVla), un radiotelescopio pianificato dal National Radio Astronomy Observatory che includerà antenne in tutto il New Mexico, nel Texas occidentale, nell’Arizona orientale, nel Messico settentrionale e in tutto il Nord America. L’ngVla effettuerà questo tipo di misure circa dieci volte più velocemente, consentendo rilevazioni su campioni molto più ampi di galassie primordiali. Rebels-25 potrebbe essere solo la punta dell’iceberg: in coppia con Alma, l’ngVla permetterà di mappare nel dettaglio come le galassie abbiano accumulato carburante e siano cresciute durante l’alba cosmica.
Per saperne di piú:
- Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo “Direct detection of cool molecular gas in a star-forming galaxy at z=7.31”, di K. Cescon et al.
