Gli astrofisici del Goddard Space Flight Center della NASA presentano i primi risultati della loro analisi scientifica
I risultati dello studio, che eranodimostrato all'incontro annuale dell'American Astronomical Society a Seattle, ha mostrato che le giovani galassie lontane dell'Universo primordiale nelle loro proprietà assomigliano alle rare ma più conosciute galassie dei piselli verdi situate nella parte studiata dell'Universo.
Galassie dell'Universo primordiale nell'immagine di Webb. Immagine: NASA, ESA, CSA e STScI
Cosa sono le galassie pisello?
Galassie di piselli o galassie di piselli verdi -questo è uno dei tipi di galassie compatte con formazione stellare molto attiva. Sono stati scoperti per la prima volta nel 2009 da astronomi volontari mentre studiavano i risultati dello Sloan Digital Sky Survey. Si tratta di uno studio astronomico su larga scala del redshift di stelle e galassie, eseguito utilizzando il telescopio grandangolare da 2,5 metri dell'Apache Point Observatory.
I risultati delle osservazioni sono stati analizzati eclassificato da astronomi volontari che hanno partecipato al progetto Galaxy Zoo. I ricercatori hanno trovato nelle immagini molte piccole galassie che sembravano puntini verdi luminosi simili a piselli. Tali galassie si trovano relativamente vicine alla Via Lattea: a una distanza di poche centinaia di milioni di anni luce (incomparabile con 12-13 miliardi di anni luce per le galassie dell'Universo primordiale).
Galassie di piselli verdi. Immagine: Richard Nowell, CC BY-SA 3.0 tramite Wikimedia Commons
I colori delle galassie dei piselli sono insoliti perchéuna parte significativa della radiazione al loro interno proviene da nubi di gas luminose. Le nuvole di gas producono luce a una specifica lunghezza d'onda, a differenza delle stelle, che emettono in diverse parti dello spettro. Inoltre, le galassie dei piselli sono molto compatte, in media la loro dimensione è di circa 5mila anni luce o il 5% delle dimensioni della Via Lattea.
Su cosa ha indagato "James Webb"?
Tre galassie dell'Universo primordiale in un'immagine del cielo profondo attorno al massiccio ammasso di galassie SMACS 0723. Immagine: NASA, ESA, CSA e STScI
Nel loro lavoro, i ricercatori hanno analizzato i datiraccolti durante l'esplorazione della regione del cielo profondo attorno al massiccio ammasso di galassie SMACS 0723. I primi risultati di questo studio hanno prodotto la prima immagine più famosa e pubblicata ufficialmente dal team del James Webb Space Telescope nell'estate del 2022.
La massa dell'ammasso lo rende una lente gravitazionale,che ingrandisce e distorce l'aspetto delle galassie sullo sfondo. Oltre a creare immagini colorate, James Webb ha utilizzato il Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) per analizzare gli spettri di galassie selezionate nell'area di studio.
Cosa hanno visto gli astrofisici?
Tra le galassie più deboli oltre l'ammasso c'eranosono stati trovati tre oggetti infrarossi compatti che sembrano piselli. Allo stesso tempo, il più distante di essi è stato ingrandito dalla lente gravitazionale SMACS 0723 di circa 10 volte, il che ha permesso di esaminarne in dettaglio le caratteristiche. Allo stesso tempo, la sua luce ha viaggiato per più di 13 miliardi di anni luce fino alla Terra, e la galassia esisteva quando l'Universo aveva circa il 5% della sua età attuale.
Analisi degli spettri di emissione da queste galassie,corretto per il redshift, ha mostrato che i picchi di emissione a diverse lunghezze d'onda da queste galassie compatte dell'Universo primordiale e dalle galassie dei piselli verdi coincidono. Le linee di emissione mostrano la radiazione caratteristica di idrogeno, ossigeno e neon.
Linee spettrali di due galassie pisello verde (in alto) e tre nuove galassie dell'universo primordiale (in basso). Immagine: Goddard Space Flight Center della NASA/Rhoads et al. 2023
Perché è così importante?
Le due galassie esplorate da Webb contengonoossigeno a circa il 20% della Via Lattea. Questo è molto vicino alle note galassie dei piselli verdi. La terza galassia è ancora più insolita: contiene circa il 2% di ossigeno in proporzione alla Via Lattea e potrebbe essere la galassia chimicamente più primitiva conosciuta.
Vediamo questi oggetti così come sono.esisteva fino a 13,1 miliardi di anni fa, quando l'universo era circa il 5% più vecchio della sua età attuale. E vediamo che queste sono giovani galassie in tutti i sensi - piene di giovani stelle e gas luminoso che contiene piccoli prodotti chimici riciclati da stelle precedenti.
Sangita Malhotra, astrofisica del NASA Goddard Space Flight Center e coautrice dello studio
Sono partiti:J122051+491255 è una galassia pisello verde situata a circa 170 milioni di anni luce dalla Terra. A destra: una delle nuove galassie 04590, la cui luce ha viaggiato per 13,1 miliardi di anni luce fino alla Terra. Immagine: SDSS e NASA, ESA, CSA e STScI
Scoperta delle somiglianze tra le prime galassie ei sistemi di piselli verdi aprono opportunità uniche per uno studio migliore dell'evoluzione dell'universo. La vicinanza di queste galassie compatte alla Via Lattea consente di utilizzare un'ampia gamma di strumenti e osservazioni per studiare i processi che sembrano aver portato alla formazione dell'intera diversità dell'Universo moderno.
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