La seconda galassia più distante è stata scoperta grazie al telescopio Webb

Madrid, 13 novembre (Stampa Europea) –

La seconda e la quarta galassia più distante mai scoperte si trovavano in una regione dello spazio conosciuta come Ammasso di Pandora, o Abell 2744. Utilizzando i dati del telescopio spaziale James Webb.

Utilizzando un’immagine in campo profondo della regione, un team internazionale guidato da ricercatori della Penn State negli Stati Uniti, con la partecipazione di Israele, Francia, Paesi Bassi, Giappone e Messico, ha confermato la distanza di queste antiche galassie e ha dedotto le loro proprietà utilizzando nuovi dati spettroscopici – informazioni sulla luce emessa attraverso lo spettro elettromagnetico – dal telescopio spaziale James Webb. . L’articolo è stato pubblicato in “Le lettere del diario astrofisico” .

Distanti circa 33 miliardi di anni luce, queste galassie incredibilmente distanti forniscono informazioni su come si formarono le prime galassie.

A differenza di altre galassie confermate a questa distanza, che appaiono nelle immagini come punti rossi, le nuove galassie sono più grandi Sembra una nocciolina e una palla sofficesecondo i ricercatori.

“Si sa molto poco dell’universo primordiale e l’unico modo per conoscere quel periodo e testare le nostre teorie sulla formazione e la crescita delle prime galassie è attraverso queste galassie molto distanti”, spiega Bingjie Wang, primo autore dello studio. , ricercatore post-dottorato presso l’Eberly College of Science presso la Pennsylvania State University e membro del team James Webb UNCOVER (Ultradeep NIRSpec and NIRCam Observations Before the Era of Reionization) che ha condotto la ricerca.

E continua: “Prima della nostra analisi, conoscevamo solo tre galassie confermate attorno a questa distanza estrema. Lo studio di queste nuove galassie e delle loro proprietà ha rivelato la diversità delle galassie nell’universo primordiale.” C’è ancora tanto da imparare da loro.

Poiché la luce proveniente da queste galassie ha dovuto viaggiare a lungo per raggiungere la Terra, fornisce una finestra sul passato. Il gruppo di ricerca stima che la luce scoperta dal telescopio spaziale James Webb sia stata emessa dalle due galassie quando l’universo aveva circa 330 milioni di anni. Ha viaggiato per circa 13,4 miliardi di anni luce per raggiungere il telescopio spaziale James Webb.

Ma secondo i ricercatori, le galassie sono attualmente più vicine alla Terra di circa 33 miliardi di anni luce, a causa dell’espansione dell’universo durante questo periodo.

“La luce proveniente da queste galassie è antica, circa tre volte più vecchia della Terra – spiega Joel Lyga, professore associato di astronomia e astrofisica alla Penn State e membro di UNCOVER. Queste galassie primordiali sono come fari che irradiano luce attraverso il minuscolo gas idrogeno che costituiva l’universo primordiale. Solo attraverso la sua luce possiamo cominciare a comprendere la strana fisica che governava la galassia vicino all’alba cosmica.

Le due galassie sono molto più grandi delle tre precedentemente trovate a distanze così grandi. Uno è almeno sei volte più grande, con un diametro di circa 2.000 anni luce. In confronto, la Via Lattea è larga circa 100.000 anni luce, ma secondo Wang si pensa che l’universo primordiale fosse molto compatto. Quindi è sorprendente che la galassia sia così grande.

“Le galassie precedentemente scoperte a queste distanze sono sorgenti puntiformi: appaiono come un punto nelle nostre immagini, ma una delle nostre galassie sembra allungata, quasi come una nocciolina, e l’altra sembra una palla soffice”, spiega Wang.

Secondo lui, “Non è chiaro se la differenza di dimensioni sia dovuta al modo in cui si sono formate le stelle o a cosa è successo loro dopo la loro formazione, ma la diversità nelle proprietà delle galassie è davvero interessante. Si prevede che queste prime galassie si formeranno da materiali simili, Ma già mostrano segni di essere molto diversi tra loro“, Aggiungere.

Le due galassie erano tra le 60.000 sorgenti luminose dell’ammasso di Pandora scoperte in una delle prime immagini in campo profondo scattate dal telescopio spaziale James Webb nel 2022, il primo anno di operazioni scientifiche. Questa regione dello spazio è stata scelta in parte perché si trova dietro molti ammassi di galassie che creano un effetto di ingrandimento naturale chiamato lente gravitazionale.

La forza gravitazionale della massa combinata degli ammassi distorce lo spazio attorno a loro, focalizzando e amplificando la luce che passa vicino a loro e fornendo una visione ingrandita dietro gli ammassi.

Nel giro di pochi mesi, il team UNCOVER ha ristretto il numero delle 60.000 sorgenti luminose a 700 candidate per ulteriori studi, otto delle quali ritenevano potessero essere tra le prime galassie. Successivamente, il telescopio spaziale James Webb ha nuovamente preso di mira l’ammasso di Pandora, registrando gli spettri dei candidati. Un tipo di impronta digitale che mostra la quantità di luce emessa a ciascuna lunghezza d’onda.

“Diversi team stanno utilizzando metodi diversi per cercare queste antiche galassie, ciascuno con i propri punti di forza e di debolezza”, sottolinea Leija. È una dichiarazione–. Il fatto di puntare questa gigantesca lente d’ingrandimento verso lo spazio ci offre una finestra incredibilmente profonda, ma è una finestra molto piccola, Quindi stavamo lanciando i dadi.

Come spiega, “Diversi candidati erano inconcludenti, e almeno uno era un caso di identità errata: era qualcosa di molto più vicino che imitava una galassia lontana. Ma siamo stati fortunati e due di loro si sono rivelate queste antiche galassie. incredibile”, Apostille.

I ricercatori hanno anche utilizzato modelli dettagliati per dedurre le proprietà di queste galassie primordiali quando emettevano la luce rilevata dal telescopio spaziale James Webb. Come previsto, le due galassie erano giovani, Avevano pochi metalli nella loro composizione e crescevano rapidamente e formavano stelle attive.

“I primi elementi si formarono nei nuclei delle prime stelle attraverso il processo di fusione. È ovvio che queste prime galassie non contenevano elementi pesanti, come i metalli, perché furono tra le prime fabbriche ad essere costruite,” Liga spiega. “Naturalmente, per essere le prime galassie, dovrebbero essere giovani e formare stelle, ma la conferma di queste proprietà è un test fondamentale e importante per i nostri modelli e aiuta a confermare il modello completo della teoria del Big Bang”, aggiunge.

I ricercatori sottolineano che, oltre alla lente gravitazionale, sul telescopio spaziale James Webb sono presenti potenti strumenti a infrarossi Dovrebbero essere in grado di rilevare le galassie a distanze maggiori, se esistono.

“Avevamo una finestra molto piccola in questa regione e non abbiamo osservato nulla al di fuori di queste due galassie, anche se il telescopio spaziale James Webb ne ha la capacità. Ciò potrebbe semplicemente significare che le galassie non si sono formate prima di allora,” Leija dice. Non troveremo nulla oltre a questo. “Oppure potrebbe significare che non siamo stati abbastanza fortunati con la nostra piccola finestra.”

Questo lavoro è stato il risultato di una proposta di successo presentata alla NASA per suggerire come utilizzare il telescopio spaziale James Webb durante il suo primo anno di operazioni scientifiche. Nei primi tre cicli di proposte, la NASA ha ricevuto da quattro a dieci volte più proposte rispetto al tempo di osservazione a disposizione del telescopio. Doveva sceglierne solo una piccola parte.

“Il nostro team è stato molto emozionato e un po’ sorpreso quando la nostra proposta è stata accettata”, spiega Leija. “Riguardava il coordinamento, un’azione umana rapida e un telescopio puntato due volte sulla stessa cosa, il che è molto da chiedere a un telescopio sulla sua debutto.” C’era molta pressione perché avevamo solo pochi mesi per identificare gli oggetti da monitorare. “Ma il telescopio spaziale James Webb è stato creato per trovare queste prime galassie, ed è molto emozionante farlo ora.”