Webb trova un protocluster di galassie nell’Universo primordiale


Questa immagine Webb mostra i membri del protocluster SMACS0723PC: i cerchi rossi indicano la posizione delle due galassie confermate spettroscopicamente e i cerchi verdi la posizione degli altri sei candidati membri del protocluster.

Astronomi dell’Università di Cambridge e di altri paesi hanno analizzato i dati spettroscopici e fotometrici di tre strumenti (NIRSpec, NIRISS e NIRCam) a bordo del telescopio spaziale James Webb della NASA/ESA/CSA per identificare galassie a distanze simili e con colori simili dietro l’ammasso di galassie lente SMACS J0723.3-7327.


Comprendere la formazione e l’evoluzione della prima popolazione di galassie pochi milioni di anni dopo il Big Bang è uno degli argomenti più attivi dell’attuale astronomia extragalattica“, hanno dichiarato il dottor Nicolas Laporte del Kavli Institute for Cosmology e del Cavendish Laboratory dell’Università di Cambridge e i suoi colleghi.

Per decenni sono stati costruiti strumenti per spingere ancora più in là i nostri limiti osservativi“.

L’attuale immagine più distante e dettagliata dell’Universo, il fondo cosmico a microonde, è stata ottenuta dalla missione Planck dell’ESA“.

Mostra che già 380.000 anni dopo il Big Bang, la densità di materia nell’Universo era distribuita in modo disomogeneo, suggerendo che nella fase iniziale dell’Universo erano in corso fluttuazioni di densità di piccola ampiezza“.

Queste fluttuazioni crescono e alla fine le regioni più dense collassano per formare i primi oggetti legati. Inoltre, i primi aloni di materia oscura subiscono un processo di frammentazione, suggerendo che le galassie più massicce potrebbero essersi formate in regioni sovradense – i cosiddetti protoammassi“.

Il successo del lancio di Webb il 25 dicembre 2021 dallo spazioporto europeo in Guyana francese ha aperto una nuova finestra per lo studio dei protoammassi“, hanno aggiunto.

La sua sensibilità senza precedenti permetterà alla comunità di identificare e confermare spettroscopicamente galassie luminose, ma anche galassie più deboli a redshift simili“.

Nel loro studio, Laporte e i coautori hanno analizzato il primo set di dati rilasciato da Webb per cercare protocluster ad alti redshift dietro l’ammasso lente SMACS J0723.3-7327.

Sono riusciti a identificare un gruppo di almeno otto galassie con colori simili a un redshift di z=7,66.

Denominato SMACS0723-PC, questo proto-ammasso si trova così lontano che la sua luce ha impiegato 13 miliardi di anni per raggiungere la Terra.

Sulla base di diversi metodi, stimiamo che la massa totale dell’alone di materia oscura di SMACS0723-PC sia di 3,6×1011 masse solari“, hanno dichiarato i ricercatori.

Questo valore concorda perfettamente con quanto ci si aspetta per i progenitori di un ammasso di tipo Coma“.

Inoltre, la sequenza principale di formazione stellare a z superiore o uguale a 7 e le dimensioni stimate sono in linea con le aspettative“.

Questo rilevamento si aggiunge ai pochi protoammassi attualmente conosciuti nel primo miliardo di anni dell’Universo“, hanno aggiunto.

Tali protoammassi distanti potrebbero svolgere un ruolo importante nella reionizzazione cosmica“.

Un articolo sui risultati apparirà sulla rivista Astronomy & Astrophysics.

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