Prima che il nostro universo raggiungesse il suo miliardesimo compleanno, si formò un'insolita galassia che iniziò a far scoppiare nuove stelle a velocità strabilianti. Quindi, appena 800 milioni di anni dopo, la galassia ultramassiva divenne improvvisamente silenziosa, secondo un nuovo studio.
L'enorme galassia, chiamata XMM-2599, si è distinta come rarità nei primi giorni dell'universo.
"In generale, le galassie formate in anticipo dovrebbero essere più piccole in massa, perché l'attuale modello di formazione della struttura è gerarchico - ci si aspetterebbe che si formassero prima piccole galassie a bassa massa, e poi si fonderebbero per formare galassie più grandi e massicce in un più tardi ", ha dichiarato in una nota il coautore Danilo Marchesini, professore di fisica e astronomia all'Università Tufts. Ma XMM-2599, con sei volte la massa della Via Lattea, sfida completamente queste previsioni.
Alcuni modelli numerici prevedono che tali galassie mostruose esistessero nell'universo primordiale, ma si prevede che quelle galassie previste formino attivamente stelle, Gillian Wilson, un professore di fisica e astronomia presso l'Università della California, Riverside (UCR), ha detto in una nota dall'università. "Ciò che rende XMM-2599 così interessante, insolito e sorprendente è che non sta più formando stelle."
E nessuno sa perché.
Marchesini, Wilson e i loro colleghi hanno descritto la scoperta sconcertante in un nuovo studio pubblicato oggi (5 febbraio) in The Astrophysical Journal Letters.
Il team ha individuato XMM-2599 misurando la radiazione elettromagnetica proveniente da stelle distanti, che consente ai ricercatori di determinare le proprietà chimiche e fisiche delle galassie. La radiazione deve spesso viaggiare attraverso vaste distese di spazio prima di raggiungere gli strumenti terrestri e il viaggio può richiedere molto tempo. Ciò significa che, prendendo misure spettroscopiche, gli scienziati possono intravedere come appariva il nostro universo in un lontano passato.
Usando le loro misurazioni, il team ha sviluppato modelli matematici per prevedere come XMM-2599 si sarebbe formato nel tempo. "Anche prima che l'universo avesse 2 miliardi di anni, XMM-2599 aveva già formato una massa di oltre 300 miliardi di soli, rendendola una galassia ultramassiva", l'autore principale Benjamin Forrest, ricercatore post-dottorato presso il Dipartimento di fisica e astronomia dell'UCR, detto nella dichiarazione UCR.
Il modello suggerisce che la galassia ha generato la maggior parte delle sue stelle in una "grande frenesia" quando l'universo aveva meno di 1 miliardo di anni, ha detto Forrest. Durante la produzione di punta, la galassia produceva più di 1.000 masse solari ogni anno; allo stesso tempo, la nostra Via Lattea formava solo una nuova stella, notava la dichiarazione. I modelli prevedevano che XMM-2599 avrebbe dovuto continuare a produrre nuove stelle, come fece la maggior parte delle galassie in quell'epoca della storia cosmica. Invece, la galassia mostruosa è rimasta inattiva, forse a causa della mancanza di carburante o dell'attività del buco nero al suo centro, ha detto Wilson.
"Abbiamo catturato XMM-2599 nella sua fase inattiva", ha detto Wilson. Mentre la galassia non crea più nuove stelle, non può perdere nessuna delle sue masse accumulate, ha aggiunto. "Col passare del tempo, potrebbe attrarre gravitazionalmente le galassie che formano le stelle vicine e diventare una città luminosa di galassie?"
In teoria, XMM-2599 potrebbe diventare una figura centrale in uno dei "più brillanti e massicci ammassi di galassie nell'universo locale", ha detto il co-autore Michael Cooper, un professore di astronomia all'Università della California, Irvine, nel Dichiarazione UCR. "In alternativa, potrebbe continuare a esistere in isolamento. Oppure potremmo avere uno scenario che si trova tra questi due risultati."
Gli autori non sanno ancora perché XMM-2599 ha smesso di produrre stelle o come la galassia potrebbe evolversi in futuro. Concludono che, data l'improvvisa inattività della galassia, l'esistenza di XMM-2599 "la nostra attuale comprensione di come le galassie ultra-massicce si formano e si evolvono nell'universo primordiale".
