Gli astronomi hanno individuato, per la prima volta, un denso nucleo galattico che brilla con la luce di milioni di stelle neonate nell'universo primordiale.
La scoperta fa luce su come le galassie ellittiche, i grandi raduni poveri di gas delle stelle più vecchie, possano essersi formate per la prima volta nell'universo primordiale. È una domanda che ha eluso gli astronomi per decenni.
Il team di ricerca ha scoperto per la prima volta il nucleo galattico compatto, soprannominato GOODS-N-774, nelle immagini del telescopio spaziale Hubble. Osservazioni successive dello Spitzer Space Telescope, dell'Osservatorio spaziale Herschel e del W.M. Keck Observatory ha contribuito a rendere questo un vero risultato scientifico.
Il nucleo si è formato 11 miliardi di anni fa, quando l'universo aveva meno di 3 miliardi di anni. Sebbene solo una frazione delle dimensioni della Via Lattea, a quel tempo conteneva già il doppio delle stelle rispetto alla nostra galassia.
Le simulazioni teoriche suggeriscono che galassie ellittiche giganti si formano dall'interno verso l'esterno, con un grande nucleo che segna le prime fasi della formazione. Ma la maggior parte delle ricerche di questi nuclei formatori sono arrivate a mani vuote, rendendo questa una prima osservazione e una scoperta fenomenale.
"Non abbiamo mai visto un processo di formazione in grado di creare cose così dense", ha spiegato l'autore principale Erica Nelson dell'Università di Yale in un comunicato stampa. "Sospettiamo che questo processo di formazione del nucleo sia un fenomeno unico dell'universo primordiale perché l'universo primordiale, nel suo insieme, era più compatto. Oggi l'universo è così diffuso che non può più creare tali oggetti. "
Oltre a determinare la dimensione della galassia dalle immagini di Hubble, il team ha scavato in immagini archiviate a infrarossi lontani da Spitzer e Herschel per calcolare la velocità con cui la galassia compatta sta creando stelle. Sembra che stia producendo 300 stelle all'anno, un tasso 30 volte maggiore della Via Lattea.
La formazione di stelle frenetica si verifica probabilmente perché il nucleo galattico si sta formando in profondità all'interno di un pozzo gravitazionale di materia oscura. La sua massa insolitamente alta attira costantemente il gas, comprimendolo e provocando la formazione di stelle scintillanti.
Ma questi scoppi di formazione stellare creano polvere, che blocca la luce visibile. Questo aiuta a spiegare perché gli astronomi non hanno mai visto un nucleo così distante prima, poiché potrebbero essere stati facilmente persi in precedenti sondaggi.
Il team pensa che poco dopo il primo periodo di tempo che possiamo vedere, il nucleo ha smesso di formare stelle. Probabilmente si è poi fuso con altre galassie più piccole, fino a trasformarsi in una galassia molto più grande, simile alle galassie ellittiche più massicce e sedate che vediamo oggi.
"Penso che la nostra scoperta risolva la questione se questa modalità di costruzione di galassie sia effettivamente avvenuta o meno", ha affermato il coautore Pieter van Dokkum dell'Università di Yale. "La domanda ora è: con che frequenza si è verificato?"
Il team sospetta che altri nuclei galattici siano abbondanti, ma nascosti dietro la propria polvere. I futuri telescopi a infrarossi, come il James Webb Space Telescope, dovrebbero essere in grado di trovare più di questi primi oggetti.
L'articolo è stato pubblicato il 27 agosto su Nature ed è disponibile online.
