Gli astronomi hanno utilizzato l'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e altri telescopi per dimostrare che una galassia scoperta di recente sta attraversando uno straordinario boom di costruzioni stellari. La galassia è a 12,7 miliardi di anni luce dalla Terra, visto in una fase critica nell'evoluzione delle galassie circa un miliardo di anni dopo il Big Bang.

Dopo che gli astronomi hanno scoperto la galassia, noto come SPT 0346-52, con il South Pole Telescope (SPT) della National Science Foundation, lo osservarono con diversi telescopi spaziali e altri telescopi terrestri. I dati dell'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) internazionale hanno precedentemente rivelato un'emissione infrarossa estremamente luminosa, suggerendo che la galassia sta subendo una tremenda esplosione di nascita di stelle.

Però, rimaneva una spiegazione alternativa:gran parte dell'emissione infrarossa era invece causata da un buco nero supermassiccio in rapida crescita al centro della galassia? Il gas che cade verso il buco nero diventerebbe molto più caldo e luminoso, facendo risplendere la polvere e il gas circostanti alla luce infrarossa. Per esplorare questa possibilità, i ricercatori hanno utilizzato l'Osservatorio a raggi X Chandra della NASA e l'Australia Telescope Compact Array del CSIRO, un radiotelescopio.

Non sono stati rilevati raggi X o onde radio, così gli astronomi sono stati in grado di escludere che un buco nero sia responsabile della maggior parte della brillante luce infrarossa.

"Ora sappiamo che questa galassia non ha un buco nero rimpinzante, ma invece risplende intensamente con la luce delle stelle appena nate, " ha detto Jingzhe Ma dell'Università della Florida a Gainesville, Florida, che ha condotto il nuovo studio. "Questo ci fornisce informazioni su come le galassie e le stelle al loro interno si evolvono durante alcuni dei primi tempi nell'Universo".

Le stelle si stanno formando a una velocità di circa 4, 500 volte la massa del Sole ogni anno in SPT0346-52, uno dei tassi più alti visti in una galassia. Questo è in contrasto con una galassia come la Via Lattea che forma solo una massa solare di nuove stelle all'anno.

"Gli astronomi chiamano galassie con molte formazioni stellari "starburst", " ha detto il co-autore Anthony Gonzalez, anche dell'Università della Florida. "Quel termine non sembra rendere giustizia a questa galassia, quindi la chiamiamo una galassia "iper-starburst".

L'alto tasso di formazione stellare implica che un grande serbatoio di gas freddo nella galassia viene convertito in stelle con un'efficienza insolitamente elevata.

Gli astronomi sperano che studiando più galassie come SPT0346-52 impareranno di più sulla formazione e la crescita di galassie massicce e sui buchi neri supermassicci al loro centro.

"Per decenni, gli astronomi sanno che i buchi neri supermassicci e le stelle nelle loro galassie ospiti crescono insieme, " ha detto il co-autore Joaquin Vieira dell'Università dell'Illinois a Urbana-Champaign. "Il motivo esatto per cui lo fanno è ancora un mistero. SPT0346-52 è interessante perché abbiamo osservato un'incredibile esplosione di stelle che si formano, e tuttavia non ha trovato prove per un buco nero supermassiccio in crescita. Vorremmo davvero studiare questa galassia in modo più dettagliato e capire cosa ha innescato la formazione stellare e come ciò influisce sulla crescita del buco nero".

SPT0346-52 fa parte di una popolazione di forti galassie con lenti gravitazionali scoperte con l'SPT. SPT0346-52 appare circa sei volte più luminoso di quanto sarebbe senza lenti gravitazionali, che consente agli astronomi di vedere più dettagli di quanto sarebbe altrimenti possibile.

Un articolo che descrive questi risultati appare in un recente numero di The Giornale Astrofisico .