Le lancette dell’orologio cosmico che misura la nascita delle prime galassie vanno spostate ancora più indietro dopo la scoperta della galassia più antica, nata subito a ridosso del Big Bang, la gigantesca esplosione che ha dato origine dell’universo. Grazie ai dati forniti dal telescopio spaziale James Webb, è stato possibile misurare con precisione la distanza tra la Terra e questo agglomerato di stelle, il più lontano finora conosciuto e distante più di 13,4 miliardi di anni luce, nato cioè quando l’universo era giovanissimo.
Jades-Gs-z14-0: la galassia più antica mai scoperta
La scoperta è del gruppo internazionale che comprende la Scuola Normale di Pisa, l’università dell’Arizona e quella Cambridge, il Centro per l’astrofisica Harvard & Smithsonian e altri 20 istituti e università internazionali. Lo studio, online sulla piattaforma ArXiv che accoglie articoli non ancora pubblicati sulle riviste internazionali, è stato condotto in collaborazione con la Nasa ed è stato coordinato dal ricercatore Stefano Carniani, del gruppo di Cosmologia e Astrofisica della Normale. Hanno partecipato inoltre la dottoranda Eleonora Parlanti e l’assegnista di ricerca Giacomo Venturi.
“L’esperimento dimostra che quando l’Universo aveva solo 300 milioni di anni di vita, il 2% della sua età attuale, esistevano sistemi di stelle del tutto sviluppati, molto più velocemente di quanto previsto dai modelli“, si legge in una nota della Scuola Normale di Pisa. La scoperta , prosegue la nota, “si contrappone alle previsioni dell’ultimo decennio, che ritenevano grandezza, luminosità e ricchezza di stelle nelle galassie possibili solo in fasi successive“. La galassia, chiamata Jades-Gs-z14-0, era presente nella fase di vita dell’Universo chiamata dagli astrofisici “alba cosmica”, caratterizzata dalla formazione dei primi sistemi di stelle e la conseguente generazione dei primi fotoni, gas e buchi neri. A quest’altezza temporale, viene sottolineato, le proprietà intrinseche della galassia sono sorprendenti. Ad esempio, Jades-Gs-z14-0 è molto luminosa e ha già formato circa un miliardo di stelle simili al nostro Sole.
Perché è una scoperta rivoluzionaria?
Finora simulazioni teoriche ipotizzavano che l’alba cosmica fosse popolata solo da galassie piccole e poco luminose. “Le immagini ottenute con il telescopio Webb ci mostrano una istantanea dell’Universo miliardi di anni fa – osserva Carniani – e come il rombo del tuono arriva al nostro orecchio con alcuni secondi di ritardo rispetto a quando osserviamo la scarica del fulmine, lo stesso accade con la luce proveniente da galassie lontane, che ci restituisce un’immagine del passato“.
Perciò, Jades-Gs-z14-0 “rappresenta la prova tangibile che nell’universo primordiale esistevano galassie luminose già pienamente sviluppate. Un fatto straordinario – si rileva nella nota – e allo stesso tempo misterioso, pensare che raggruppamenti di stelle così grandi fossero già presenti appena 300 milioni di anni dopo il Big Bang“. Questi nuovi dati, conclude il ricercatore, “continuano a confermare che l’universo primordiale era già ben sviluppato con formazioni di stelle simili a quelle più recenti: il prossimo passo è riuscire a osservare l’Universo nelle fasi ancora più vicine al Big Bang, lavorando anche allo sviluppo di nuove teorie che spieghino la formazione e l’evoluzione di questi sistemi all’alba del cosmo“.
Esplorando l”Alba Cosmica”
Negli ultimi due anni, gli scienziati hanno utilizzato il telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA per esplorare quella che gli astronomi chiamano Alba Cosmica, il periodo delle prime centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang in cui sono nate le prime galassie. Queste galassie forniscono informazioni vitali sui modi in cui il gas, le stelle e i buchi neri stavano cambiando quando l’universo era molto giovane.
Nell’ottobre 2023 e nel gennaio 2024, un team internazionale di astronomi ha utilizzato Webb per osservare le galassie nell’ambito del programma JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). Utilizzando il NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) di Webb, gli scienziati hanno ottenuto uno spettro di una galassia da record osservata solo duecentonovanta milioni di anni dopo il Big Bang. Ciò corrisponde a un redshift di circa 14, che è una misura di quanto la luce di una galassia è allungata dall’espansione dell’Universo.
