James Webb rivela una galassia nana che non dovrebbe esistere, sfidando le leggi cosmiche

L'ultima scoperta, fatta da un team guidato da Tim Carlton dell'Arizona State University, è stata pubblicata nel Lettere del diario astrofisico, sfida fortemente le teorie consolidate sull’evoluzione delle galassie. Sfruttando le capacità del telescopio spaziale James Webb, i ricercatori hanno identificato PEARLSDG, una galassia nana isolata e quiescente che, attraverso la sua mancanza di formazione stellare e isolamento, sfida gli attuali modelli di dinamica galattica. Questo caso unico solleva domande fondamentali sui processi che governano la vita delle galassie e sulla loro interazione all’interno dell’universo. Ciò suggerisce che potrebbero esistere altre galassie simili, spingendo la comunità scientifica a esplorare nuove ipotesi sulla diversità strutturale dell’universo.

L'inaspettata galassia nana

L’iniziativa James Webb PEARLS, che si concentra sulle regioni primordiali di reionizzazione extragalattica e sulla scienza delle lenti gravitazionali, esplora l’era della formazione delle galassie, l’espansione dei nuclei galattici attivi (AGN) e la prima emissione di luce. Durante questa missione è stato esaminato un gruppo di galassie chiamato CLG1212.

Durante questa esplorazione, gli autori dello studio hanno identificato inaspettatamente PEARLSDG. Si trovava un po' lontano dal campo di osservazione principale. Nessuno si aspettava di vedere qualcosa in una regione dello spazio. PEARLSDG rappresenta quindi un'eccezione. Ciò deriva dal suo notevole isolamento e inattività in materia di formazione stellare.

Infatti, nonostante le loro piccole dimensioni, le galassie nane non sono meno importanti nel tessuto cosmico. Il suo dinamismo si manifesta con un'attività di formazione stellare spesso forte, che contribuisce al rifornimento e all'arricchimento dell'ambiente intergalattico con elementi pesanti. Inoltre, le loro interazioni con le galassie più grandi possono avere gravi conseguenze. Ciò comporta la distorsione della loro struttura per accelerare il tasso di formazione stellare. Questi processi svolgono un ruolo fondamentale nell'evoluzione dell'universo, facilitando la diffusione della materia e modificando nel tempo la morfologia delle galassie.

Tuttavia, PEARLSDG si discosta da questo standard. Il suo stato quiescente, caratterizzato dalla completa cessazione della formazione stellare e dall’assenza di influenza gravitazionale esterna, rappresenta una sfida ai modelli attuali. Crea un precedente che potrebbe indicare l’esistenza di altre galassie simili.

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Caratteristiche uniche della nuova galassia nana

La scoperta di PEARLSDG e l'analisi dettagliata della sua composizione stellare sono state rese possibili dal telescopio spaziale James Webb. Un'altra sorpresa è che nelle immagini del telescopio si possono osservare le singole stelle. In particolare, la sua attrezzatura NIRCam ha una risoluzione angolare e una sensibilità molto elevate, consentendo al team di identificarle come giganti rosse. La caratterizzazione delle singole stelle nella galassia non solo ci permette di dedurre la loro età approssimativa, ma fornisce anche preziose informazioni sulla loro composizione e storia evolutiva. Proprio come le singole cellule focalizzate al microscopio, queste osservazioni hanno rivelato i componenti di PEARLSDG. La luminosità di queste stelle permette agli astronomi di misurarne la distanza, ovvero 98 milioni di anni luce.

James Webb è riuscito a distinguere le singole stelle nella galassia nana. © Carlton et al., 2024

Inoltre, le osservazioni del telescopio spaziale James Webb hanno rivelato radiazioni ultraviolette di basso livello provenienti da PEARLSDG. Questo è un indicatore chiave dell’attività di formazione stellare. Nelle galassie attive, le stelle giovani e massicce emettono grandi quantità di radiazioni ultraviolette. Testimoniano recenti processi di formazione stellare. La relativa assenza di questa radiazione in PEARLSDG conferma quindi la cessazione della formazione di nuove stelle. Rafforza l’idea di una galassia in fase quiescente. La galassia nana non forma una stella da almeno un miliardo di anni, scrivono i ricercatori.

Inoltre, il team ha utilizzato lo spettrografo Devini, situato sul Lowell Discovery Telescope. Suddivide la luce celeste in elementi discreti, consentendo un'analisi dettagliata delle caratteristiche astronomiche. Il cambiamento nella lunghezza d'onda identificato nei dati spettrali rivela il movimento di PEARLSDG. Questo fenomeno utilizza l'effetto Doppler, simile alla tecnologia radar stradale, per determinare la velocità del veicolo. Infatti PEARLSDG non è collegata a nessun’altra galassia ed è veramente isolata.

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Le implicazioni galattiche di questa galassia nana isolata e dormiente

Come accennato in precedenza, la scoperta di PEARLSDG rappresenta una sfida importante per le attuali teorie sull’evoluzione delle galassie. Carleton lo conferma in A dichiarazione : « In generale, le galassie nane continuano a formare nuove stelle da sole “Adesso non è così.

Suggerisce quindi l’esistenza di un meccanismo precedentemente inosservato o sottovalutato. Avrebbe la capacità di spingere una galassia nana in uno stato di quiescenza senza l’influenza diretta di un’altra galassia. Questa anomalia richiede una profonda rivalutazione dei processi evolutivi galattici, evidenziando potenzialmente lacune nella nostra conoscenza.

Carlton spiega: Questi tipi di galassie nane isolate e silenziose sono state osservate in precedenza solo in casi relativamente rari. La sua esistenza è davvero inaspettata data la nostra attuale comprensione dell'evoluzione delle galassie, quindi il fatto di vedere questo oggetto ci aiuta a migliorare le nostre teorie sulla formazione delle galassie. ».

Inoltre, PEARLSDG apre la strada all’identificazione di una potenziale nuova classe di galassie nane isolate e silenziose. Si espande così lo spettro conosciuto della diversità galattica. Questa possibilità incoraggia astronomi e cosmologi a intensificare la ricerca di altre galassie con proprietà simili. La scoperta di tali galassie potrebbe non solo confermare l’esistenza di una classe precedentemente inesplorata, ma anche fornire importanti indizi sulle condizioni iniziali e sui processi evolutivi che governano l’universo.

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Fonte: Timothy Carleton et al., “Le Perle: una galassia nana isolata e tranquilla con la punta di un ramo di gigante rossa ad una distanza di 30 megaparsec.“, 2024, ApJL, 961 L37