Lontana, luminosa polvere di stelle

Resa artistica di come potrebbe apparire la lontanissima galassia A2744_YD4, quando l’universo aveva il 4% della sua età attuale, basata sulle osservazioni realizzate con ALMA.

Un gruppo di astronomi di diverse nazioni, utilizzando il super radiotelescopio ALMA, ha scoperto una grande massa di polvere stellare brillante in una galassia risalente a quando l’Universo aveva solo il 4% della sua età attuale. Osserviamo questa galassia subito dopo che si è formata; è la più distante galassia nella quale sia mai stata rivelata polvere, ed è anche la più lontana presenza di ossigeno mai rivelata.

Il team, capitanato dal londinese Nicolas Laporte, ha osservato A2744_YD4, la galassia più giovane e più lontana mai puntata da ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), rimanendo sorpreso per la presenza di abbondante polvere interstellare, indizio di esplosioni finali di una precedente generazione di stelle.

Osservazioni successive, che si sono avvalse dello strumento X-shooter, uno spettrografo a media risoluzione montato sul più grande telescopio del mondo, il Very Large Telescope europeo in Cile, hanno confermato l’enorme distanza della galassia, che risale a un tempo in cui l’Universo aveva solo 600 milioni di anni d’età, quando si andavano formando le prime stelle e galassie.

Tale osservazione è stata possibile perchè la galassia A2744_YD4 giace dietro il ponderoso ammasso di galassie Abell 2744 che ha generato una lente gravitazionale in grado di ingrandire 1,8 volte la galassia di fondo.

Lo spettacolare ammasso di galassie Abell 2744 ripreso dal Telescopio Spaziale Hubble. Dietro questo ammasso, evidenziata nel box, la debolissima galassia A2744_YD4, risalente a quando l’universo aveva appena 600 milioni di anni.

“Non soltanto A2744_YD4 è la più distante galassia vista finora con ALMA,” commenta Nicolas Laporte, “ma l’osservazione di così tanta polvere indica che supernove primordiali devono aver già inquinato questa galassia”

La polvere interstellare è composta per lo più di silicio, carbonio ed alluminio, in grani di un milionesimo di centimetro di diametro. Gli elementi che compongono questi grani sono stati creati dentro le stelle e sono stati sparsi nel cosmo con la loro morte, soprattutto tramite le spettacolari esplosioni di supernove, l’esito finale delle stelle più massicce ed effimere.

Oggi questa polvere è assai abbondante ed è un mattone essenziale nella formazione di stelle, pianeti e molecole complesse; ma nell’Universo primordiale, prima che morissero le prime generazioni di stelle, scarseggiava.

In A2744_YD4 è stato osservato anche ossigeno: è la più lontana, e quindi antica, osservazione di ossigeno nell’Universo, che batte la precedente, osservata sempre da ALMA, nel 2016.

Ora possiamo farci un’idea più chiara su quando sono esplose le prime supernove e quando le prime stelle si sono accese: nozioni che sono uno dei santi Graal dell’astronomia moderna.

Le stime del team indicano che A2744_YD4 contiene polvere interstellare per un totale di 6 milioni di masse solari mentre la massa dell’intera galassia è di 2 miliardi di volte il Sole. Gli scienziati hanno anche misurato il tasso di formazione stellare, che è risultato di 20 masse solari all’anno (da confrontare con il tasso di appena una massa solare per la nostra Via Lattea).

Da questi dati si può ricavare che l’accensione delle prime stelle è iniziata circa 200 milioni di anni prima della nostra osservazione: pochissimo, per la vita di una galassia. Il nostro Sole, la Terra e la nostra stessa esistenza sono il prodotto (13 miliardi di anni dopo) di questa prima generazione di stelle.

Laporte conclude: “Ulteriori misure di questo tipo offrono la notevole prospettiva di ricostruire la formazione stellare e la creazione degli elementi chimici più pesanti ancora più indietro nella storia dell’Universo”

Articolo originale: Dust in the Reionization Era: ALMA observations Of A Z =8.38 gravitationally-lensed galaxy

Fonte: http://www.eso.org/public/news/eso1708/

[ Paolo Colona ]