Gli scienziati che usano il telescopio spaziale Hubble della NASA hanno misurato l'età di quella che potrebbe essere la galassia più giovane mai vista nell'universo. Per gli standard cosmologici è un semplice bambino apparentemente fuori posto tra le galassie adulte che lo circondano. Chiamato I Zwicky 18, potrebbe avere appena 500 milioni di anni (un'epoca così recente che la vita complessa aveva già iniziato ad apparire sulla Terra). La nostra galassia della Via Lattea, al contrario, è oltre 20 volte più vecchia, o circa 12 miliardi di anni, l'età tipica delle galassie in tutto l'universo. Questa galassia "tardiva" offre uno sguardo raro su come appaiono le prime galassie minuscole nell'universo primordiale.
La galassia fa parte di un catalogo di 30.000 galassie vicine che l'astronomo svizzero Fred Zwicky ha assemblato negli anni '30 fotografando l'intero cielo settentrionale. Sebbene gli astronomi abbiano a lungo sospettato che questa galassia fosse un giovane, a causa della sua composizione chimica primordiale, la squisita sensibilità di Hubble ha permesso agli astronomi di fare un censimento affidabile della popolazione stellare totale nella galassia. Ciò ha permesso loro di identificare in modo affidabile le stelle più antiche che abitano la galassia, stabilendo così un limite superiore per l'età della galassia.
La piccola galassia è riuscita a rimanere in uno stato embrionale come una nuvola di gas freddo di idrogeno ed elio primordiali per gran parte della durata dell'evoluzione dell'universo. Poiché innumerevoli galassie sbocciarono in tutto lo spazio, questa fioritura tardiva non iniziò la formazione stellare attiva fino a circa 13 miliardi di anni dopo il Big Bang, e subì una prima improvvisa esplosione di stelle solo circa 500 milioni di anni fa.
Situato a soli 45 milioni di anni luce di distanza? molto più vicino di altre giovani galassie nell'arco di quasi 14 miliardi di anni luce dell'universo? I Zwicky 18 potrebbe rappresentare l'unica opportunità per gli astronomi di studiare in dettaglio i mattoni da cui si formano le galassie. Resta un enigma perché il gas nella galassia nana, in contrasto con quello di altre galassie, abbia impiegato così tanto tempo? quasi l'età dell'universo? collassare sotto l'influenza della gravità per formare le sue prime stelle.
"I Zwicky 18 è una giovane galassia in buona fede", ha detto Trinh Thuan, professore di astronomia all'Università della Virginia, che è stato coautore dello studio con Yuri Izotov dell'Osservatorio di Kiev. “Questo è straordinario perché ci si aspetterebbe che le giovani galassie si formino solo intorno al primo miliardo di anni circa dopo il Big Bang, non circa 13 miliardi di anni dopo. E ci si aspettava che le giovani galassie fossero molto distanti, ai margini dell'universo osservabile, ma non nell'universo locale ", ha detto Izotov.
La scoperta, riportata nel numero del 1 ° dicembre dell'Astrophysical Journal, fornisce una nuova visione di come le galassie si siano formate per la prima volta. La galassia I Zwicky 18 offre uno scorcio di come potrebbe essere stata la prima Via Lattea 13 miliardi di anni fa. Un'altra serie di osservazioni di Hubble da parte di una squadra diversa dà alla galassia un'età leggermente più vecchia di 1 miliardo di anni, mantenendola comunque un neonato comparato. Goran Ostlin dell'Osservatorio di Stoccolma e Mustapha Mouhcine dell'Università di Nottingham, hanno utilizzato la telecamera a infrarossi vicini di Hubble e lo spettrometro multi-oggetto per trovare una popolazione di stelle rosse fredde, che sono leggermente più vecchie rispetto a quelle viste dall'avanzata Camera for Surveys Camera. I risultati devono essere pubblicati in Astronomia e Astrofisica.
Per dimostrare che I Zwicky 18 è una nuova galassia, Thuan e Izotov dovevano dimostrare che era privo di stelle dai primi miliardi di anni dopo il Big Bang, il periodo in cui si formò una grande frazione di stelle nell'universo. Sebbene gli astronomi avessero sospettato che la galassia fosse eccezionalmente giovane, dovevano aspettare che Hubble fornisse la sensibilità necessaria per rilevare se all'interno della galassia nana esistessero o meno stelle più vecchie, deboli giganti rossi. La telecamera avanzata per sondaggi di Hubble aveva bisogno di un'esposizione molto lunga, che richiedeva 25 orbite del telescopio per cercare le stelle più deboli della galassia. La presenza di vecchie stelle nella galassia avrebbe indicato che la galassia stessa era vecchia, come tutte le altre galassie conosciute nell'universo.
Si pensa che grandi galassie come la Via Lattea crescano gerarchicamente, con galassie più piccole che si fondono in galassie più grandi, come affluenti che si fondono in grandi fiumi. I Zwicky 18 è il prototipo di questa prima popolazione di piccole galassie nane. "Queste galassie nane elementari sono troppo deboli e troppo piccole per essere studiate senza gli strumenti più sensibili anche nell'universo locale, figuriamoci nelle lontane aree del cosmo", ha detto Thuan.
Un'ulteriore prova per i giovani di I Zwicky 18 è il fatto che il suo gas interstellare è "quasi incontaminato", ha detto Thuan, e composto principalmente da idrogeno ed elio, i due principali elementi luminosi creati nel Big Bang, durante i primi tre minuti di l'esistenza dell'universo. La galassia nana include solo una spolverata di altri elementi più pesanti come carbonio, azoto o ossigeno che vengono creati successivamente con lo sviluppo delle stelle. La quasi assenza di elementi così pesanti suggerisce che gran parte del gas primordiale nella galassia nana non è riuscito a formare stelle che successivamente fabbricano elementi pesanti.
Fonte originale: Hubble News Release
