Didascalia: rendering di un artista della galassia BX442 e della sua galassia nana compagna (in alto a sinistra). Credito: Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics / Joe Bergeron
L'antica luce stellare che viaggia da 10,7 miliardi di anni ha portato una sorpresa: le prove di una galassia a spirale molto prima che si siano formate altre galassie a spirale.
"Mentre torni indietro nel tempo all'universo primordiale, le galassie sembrano davvero strane, disordinate e irregolari, non simmetriche", ha affermato Alice Shapley, professore associato di fisica e astronomia dell'UCLA e coautore di uno studio riportato sulla rivista Nature di oggi . “La stragrande maggioranza delle vecchie galassie sembra un disastro ferroviario. Il nostro primo pensiero è stato, perché questo è così diverso e così bello? ”
Le galassie oggi sono disponibili in una varietà di forme e dimensioni uniche. Alcuni, come la nostra Galassia della Via Lattea, sono dischi rotanti di stelle e gas chiamati galassie a spirale. Altre galassie, chiamate galassie ellittiche, assomigliano a sfere giganti di stelle rossastre più vecchie che si muovono in direzioni casuali. Poi ci sono una serie di piccole galassie di forma irregolare legate insieme dalla gravità ma prive di qualsiasi struttura visibile. Una grande e diversificata popolazione di questi tipi di galassie irregolari dominava l'Universo primordiale, afferma Shapely.
La luce proveniente da questa galassia a spirale incredibilmente lontana, che viaggiava per quasi sei trilioni di miglia all'anno, impiegava 10,7 miliardi di anni per raggiungere la Terra; solo 3 miliardi di anni dopo la creazione dell'Universo in un evento chiamato Big Bang.
Secondo un comunicato stampa dell'UCLA, gli astronomi hanno usato gli occhi acuti del telescopio spaziale Hubble per spiare 300 galassie molto lontane nell'universo primordiale. Gli scienziati inizialmente pensavano che la loro galassia, una delle più massicce della loro indagine, chiamata con il nome non affascinante di BX442, fosse un'illusione, forse due galassie sovrapposte l'una all'altra.
"Il fatto che questa galassia esista è sorprendente", ha affermato David Law, autore principale dello studio e borsista post-dottorato del Dunlap Institute presso il Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics dell'Università di Toronto. "La saggezza attuale sostiene che tali galassie a spirale di" grand-design "semplicemente non esistessero in una fase così precoce della storia dell'universo." Una galassia di "grande design" ha bracci a spirale prominenti e ben formati.
Per comprendere ulteriormente la loro immagine, gli astronomi hanno utilizzato uno strumento unico e all'avanguardia chiamato spettrografo OSIRIS presso il W.M. Keck Observatory in cima al vulcano Mauna Kea inattivo delle Hawaii. Lo strumento, costruito dal professore dell'UCLA James Larkin, ha permesso loro di studiare la luce da circa 3.600 posizioni dentro e intorno a BX442. Questi spettri fornirono loro gli indizi di cui avevano bisogno per dimostrare che stavano effettivamente guardando un'unica galassia a spirale rotante.
Mentre le galassie a spirale sono abbondanti in tutto il cosmo attuale, non è sempre stato così. Le galassie a spirale nell'Universo primordiale erano rare a causa delle frequenti interazioni. "BX442 sembra una galassia vicina, ma nell'universo primordiale, le galassie si scontravano molto più frequentemente", afferma Shapely. “Il gas stava piovendo dal mezzo intergalattico e alimentava le stelle che si stavano formando a un ritmo molto più rapido di quanto non siano oggi; anche i buchi neri sono cresciuti molto più rapidamente. La rivista spaziale è noiosa rispetto a questa prima volta. "
Shapely e Law pensano che il tiro alla fune gravitazionale tra un compagno di galassie nane e BX442 possa essere responsabile del suo aspetto futuristico. Il compagno appare come una piccola chiazza nella loro immagine. Le simulazioni al computer condotte da Charlotte Christensen, uno studente post-dottorato presso l'Università dell'Arizona e co-autore del documento, danno prova di questa idea. Alla fine, BX442 e la galassia più piccola probabilmente si fonderanno.
Shapley ha detto che BX442 rappresenta un legame tra le prime galassie che sono molto più turbolente e le galassie a spirale rotante che vediamo intorno a noi. "In effetti, questa galassia può evidenziare l'importanza delle interazioni di fusione in qualsiasi epoca cosmica nel creare una struttura a spirale di grande design", ha detto.
Studiare BX442 probabilmente aiuterà gli astronomi a capire come le galassie a spirale come la forma della Via Lattea, ha aggiunto.
Didascalia 2: Immagine composita in falsi colori HST / Keck della galassia BX442. Credito: David Law / Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics
