Questa illustrazione mostra una galassia che si sta formando solo poche centinaia di milioni di anni dopo il big bang, quando il gas era un misto di trasparente e opaco durante l’Era della Reionizzazione. I dati del telescopio spaziale James Webb della NASA mostrano che il gas freddo sta cadendo su queste galassie.
Nelle immagini di Webb, le galassie appaiono come deboli macchie rosse, per cui i dati aggiuntivi, noti come spettri, sono stati fondamentali per le conclusioni del team. Gli spettri mostrano che la luce di queste galassie viene assorbita da grandi quantità di gas idrogeno neutro. “Il gas deve essere molto diffuso e coprire una frazione molto grande della galassia”, ha detto Darach Watson, un coautore che è professore al DAWN. “Questo suggerisce che stiamo assistendo all’assemblaggio di gas idrogeno neutro nelle galassie. Questo gas si raffredderà, si raggrupperà e formerà nuove stelle”.
L’universo era molto diverso diverse centinaia di milioni di anni dopo il big bang, durante un periodo noto come Era della Reionizzazione.
Il gas tra le stelle e le galassie era in gran parte opaco. Il gas in tutto l’universo è diventato completamente trasparente solo circa 1 miliardo di anni dopo il big bang. Le stelle delle galassie hanno contribuito a riscaldare e ionizzare il gas intorno a loro, facendo sì che alla fine il gas diventasse completamente trasparente.
Confrontando i dati di Webb con i modelli di formazione stellare, i ricercatori hanno anche scoperto che queste galassie hanno principalmente popolazioni di stelle giovani. “Il fatto di vedere grandi riserve di gas suggerisce anche che le galassie non hanno ancora avuto il tempo di formare la maggior parte delle loro stelle”, ha aggiunto Watson.
Questo è solo l’inizio
Webb non solo sta raggiungendo gli obiettivi della missione che ne hanno guidato lo sviluppo e il lancio, ma li sta superando. “Immagini e dati di queste galassie lontane erano impossibili da ottenere prima di Webb”, ha spiegato Gabriel Brammer, coautore e professore associato di DAWN. “Inoltre, avevamo una buona percezione di ciò che avremmo trovato quando abbiamo intravisto per la prima volta i dati – stavamo quasi facendo scoperte a occhio”.
Restano ancora molte domande da affrontare.
Dove si trova, nello specifico, il gas?
Quanto si trova vicino ai centri delle galassie o nelle loro periferie?
Il gas è incontaminato o già popolato da elementi più pesanti?
Ci aspetta una ricerca importante. “Il prossimo passo sarà quello di costruire grandi campioni statistici di galassie e quantificare in dettaglio la prevalenza e la prominenza delle loro caratteristiche”, ha detto Heintz.
Le scoperte dei ricercatori sono state possibili grazie alla Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) Survey di Webb, che include spettri di galassie lontane provenienti dal NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) del telescopio, ed è stata rilasciata immediatamente per supportare scoperte come questa nell’ambito del programma Early Release Science (ERS) di Webb.
Questo lavoro è stato pubblicato sul numero del 24 maggio 2024 della rivista Science.
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