Le stelle nate 250 milioni di anni dopo il Big Bang

Brillano in una galassia a 13,28 miliardi di anni luce da noi, dove è stata individuata anche la più antica e distante fonte di ossigeno: erano mature quando l'Universo aveva il 3,5% dell'età attuale.

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Il Very Large Telescope dell'ESO, presso l'Osservatorio del Paranal, nel deserto di Atacama.|ESO/A. Ghizzi Panizza

Una famiglia di stelle che si è formata a un soffio dal Big Bang - appena 250 milioni di anni dopo l'inizio dell'Universo - è stata individuata in una galassia antica 13,28 miliardi di anni. La scoperta di un gruppo internazionale di astronomi guidati dall'University College London e dalla Osaka Sangyo University (Giappone), oltre a mettere in luce una famiglia stellare eccezionalmente antica e remota, segna anche un altro primato: quello della fonte di ossigeno più distante mai osservata.

 

Un tuffo nel passato. Lo studio, appena pubblicato su Nature, si basa sulle osservazioni del radio osservatorio ALMA (Atacama Large Millimetre/Submillimetre Array) e del Very Large Telescope dell'ESO (VLT), entrambi in Cile. Il team si è concentrato sulla galassia MACS1149-JD1, situata a una distanza che impone un colossale salto indietro nel tempo: osservare quell'ammasso di stelle equivale a fotografare l'Universo quando aveva appena 500 milioni di anni, cioè appena il 3,5% della sua attuale età.

Nate, vissute e finite. Il fatto che già all'epoca esistessero galassie non è di per sé sorprendente; più singolare è invece la scoperta, all'interno di MACS1149-JD1, di tracce di ossigeno, elemento rilasciato nelle nubi di gas intergalattico quando le stelle muoiono. Nell'epoca fotografata dagli astronomi, quindi, una generazione di stelle doveva già essersi formata (ed essere perita). La luminosità della galassia fa pensare a una popolazione di astri formati quando l'Universo aveva circa 250 milioni di anni.

 

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La galassia MACS1149-JD vista attraverso tre livelli di osservazione: l'immagine grande è stata ottenuta con il telescopio Hubble; nel primo livello di zoom, le osservazioni del VLT dell'ESO; nel secondo livello di zoom, l'ossigeno ionizzato individuato da ALMA. | ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), NASA/ESA Hubble Space Telescope, Hashimoto et al.

 

Sforzo collettivo. La scoperta è frutto di un lavoro di squadra: il team giapponese ha individuato nella galassia il segnale dell'ossigeno ionizzato, la cui luce agli infrarossi appariva allungata e deformata di 10 volte dalla radiazione a microonde dovuta all'espansione dell'Universo. Il team britannico ha confermato la distanza della galassia usando il VLT: MACS1149-JD1 è la più distante della quale si sia misurata l'età con precisione. Infine, i dati dei telescopi Hubble e Spitzer sono stati utilizzati per ricostruire la storia più antica della galassia, e stimare il periodo di formazione delle sue prime stelle.

 

Quando si accesero le luci? La maturità delle stelle osservate in una galassia già eccezionalmente antica porta a chiedersi quando siano apparse le prime galassie dalla totale oscurità, ossia quando si debba situare l'alba del cosmo. Evidentemente è possibile dimostrare l'esistenza di galassie in epoche ancora precedenti a quelle che riusciamo a osservare direttamente.

 

17 Maggio 2018 | Elisabetta Intini