Da tempo gli astronomi pensano che le massicce galassie nel cosmo attuale si siano formate in modo gerarchico, ossia dalla fusione delle prime piccole strutture galattiche dell’universo primordiale.
Ora il telescopio James Webb svela per la prima volta l’inizio di questo processo di assemblaggio galattico. Grazie al telescopio di Nasa, Esa e Csa, gli astronomi del Cosmic Dawn Center hanno, infatti, individuato il primo progenitore di quella che oggi probabilmente si è evoluta in una galassia massiccia dalle dimensioni della Via Lattea.
La scoperta, i cui risultati sono pubblicati su Astronomy & Astrophysics, conferma le teorie e le simulazioni fin qui condivise sulla formazione delle galassie massicce.
CGG-z5, così è stato chiamato questo gruppo di piccole galassie in procinto di fondersi, è stato osservato nell’universo primordiale quando il cosmo aveva solo 1,1 miliardi di anni, ossia l’8% della sua età attuale.

I membri più luminosi di CGG-z5 erano stati già scoperti dal telescopio spaziale Hubble; tuttavia, solo grazie al programma di osservazione Ceers (Cosmic Evolution Early Release Science) del James Webb sono stati svelati nuovi membri più piccoli, mostrando così la vera natura della regione: un gruppo denso di prime galassie probabilmente in via di assemblaggio.

Quattro istantanee dell’evoluzione di una proto-galassia simulata dalla simulazione EAGLE, scelta per assomigliare al gruppo osservato CGG-z5. La luminosità mostra la densità di stelle nelle galassie e i simboli seguono i singoli ammassi di materia.

Se la sensibilità e la risoluzione spaziale del Webb hanno rivelato questo progenitore galattico nel giovanissimo universo, solo le simulazioni al computer hanno permesso ai ricercatori di capire quale destino potrebbe attenderlo lungo la sua strada: le ipotesi teoriche sono infatti che esso possa formare una singola galassia o evolvere successivamente in un grande ammasso; CGG-z5 potrebbe anche svelarsi, in realtà, un insieme di piccole galassie unite solo da una struttura filamentosa, senza cioè alcun processo di assemblaggio in corso.

Per comprendere meglio la natura e l’evoluzione di CGG-z5, sono state individuate e analizzate 14 strutture a esso simili.

«Abbiamo trovato 14 strutture che corrispondono strettamente alle proprietà fisiche del gruppo CGG-z5 da noi osservato – afferma Aswin Vijiayan, tra i coautori dello studio – abbiamo poi tracciato l’evoluzione di queste strutture nel tempo nelle simulazioni, dall’universo primordiale all’epoca attuale»

Dalle simulazioni è emerso un unico destino finale comune a tutte le strutture indagate: quando il cosmo ha poco più di due miliardi di anni, queste si fondono per formare un’unica galassia, passando da una massa stellare complessiva di 5 miliardi di soli a una nuova di 65 miliardi di soli. In seguito, quando l’universo ha circa 7 miliardi di anni, ossia la metà della sua età attuale, la nuova galassia assemblata acquisisce una massa paragonabile a quella della nostra Via Lattea.

Il fatto che tutte le strutture simili a CGG-z5 seguano all’unanimità questa evoluzione, porta i ricercatori a concludere che questo scenario possa essere il concreto destino anche di CGG-z5.

Immagine in evidenza: Il gruppo di piccole galassie di CGG-z5, visto quasi 13 miliardi di anni fa, probabilmente in procinto di formare una galassia massiccia. I colori sono composti da tre diversi colori infrarossi. La barra bianca orizzontale mostra la scala di circa 20.000 anni luce. Crediti: Shuowen Jin et al. (2023)