Combinando le osservazioni del telescopio spaziale Hubble e del Gran Telescopio Canarias, un team internazionale di astronomi, appartenenti all’Università di Nottingham e al Centro de Astrobiología in Spagna, ha scoperto che la formazione delle galassie nell’Universo potrebbe avere avuto un inizio irregolare: un processo a scatti in cui periodi di maggiore formazione stellare sono stati seguiti da intervalli di sonno.
I risultati dello studio sperimentale sono stati pubblicati su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
La formazione delle prime stelle all’interno delle galassie è stata generalmente ipotizzata come un processo lento ma costante, che progressivamente ha portato a sistemi galattici sempre più massicci. Tuttavia, un’ipotesi alternativa potrebbe consistere in un processo discontinuo e irregolare, in cui esplosioni intense ma di breve durata, innescate da eventi come fusioni galattiche e accrescimenti di gas, risulterebbero il motore della produzione di stelle.
In attesa che venga lanciato il telescopio James Webb, il più potente osservatorio spaziale di sempre nato dalla collaborazione tra Nasa, Esa e Csa, oggi individuare quale tra le due ipotesi sia la più valida risulta praticamente impossibile. I telescopi al momento operativi, infatti, non permettono osservazioni dirette e accurate dei sistemi galattici più lontani, testimoni dell’Universo primordiale ma dai segnali particolarmente deboli. La soluzione individuata dal team è stata quella di unire la forza di Hubble e del Gran Telescopio Canarias.
«Abbiamo cercato bestie simili nell’Universo vicino e le abbiamo sezionate con i telescopi più potenti che abbiamo attualmente» afferma il primo autore dell’articolo Alex Griffiths, della Scuola di Fisica e Astronomia dell’Università di Nottingham.
Il primo step affrontato dal team è stato l’identificazione delle galassie analoghe a quelle primordiali: il team ha dapprima utilizzato l’indagine Shards, progetto del Gran Telescopio Canarias, per individuare galassie nane dalla lunghezza d’onda specifica. Questi risultati sono stati poi combinati con le immagini di Hubble Frontier Field, archivio creato grazie Hubble e sfruttando l’ammasso galattico Abell 370 come un telescopio naturale. La densità dell’ammasso è infatti in grado di costituire una lente gravitazionale, una deformazione dello spazio che influenza la luce che lo attraversa: come uno specchio curvo, Abell 370 ingrandisce e allunga così le immagini delle galassie di sfondo, amplificandone il debole segnale.
Da un bacino potenziale inizialmente di 1098 candidate, sono state così individuate 27 galassie analoghe, tutte galassie nane a noi prossime.
La combinazione delle osservazioni, inoltre, ha permesso ai ricercatori di affrontare il secondo step: rilevare il gas caldo all’interno di in questi piccoli sistemi, riscaldato dalle stelle appena formatesi, e studiarlo.
«Questo gas caldo emette in certe lunghezze d’onda, quelle che noi chiamiamo linee di emissione, proprio come una luce al neon – afferma Alex Griffiths – L’analisi di queste linee di emissione può fornire una visione della formazione e dell’evoluzione di una galassia».
Il team ha così scoperto che oltre la metà del campione finale mostra recenti esplosioni di formazione stellare in un arco temporale relativamente recente, ossia entro poche decine di milioni di anni, scoprendo così gli indizi di un’origine discontinua della formazione stellare.
«È improbabile che le fusioni di galassie abbiano giocato un ruolo sostanziale nell’innescare questi scoppi di formazione stellare – conclude Griffiths – è più probabile che sia dovuto a cause alternative che aumentano l’accrescimento di gas, dobbiamo cercare queste alternative».