Una galassia ellittica estremamente massiccia a circa tre miliardi di anni dopo il big bang, come si vede in un'immagine ottica/vicino infrarosso. La galassia è circa dieci volte più massiccia della Via Lattea. Oggi la galassia non sta producendo attivamente nuove stelle, ma la sua popolazione antica, le stelle rosse sembrano essere il risultato di episodi precedenti durante i quali la galassia era uno degli esempi di formazione stellare più attivi conosciuti. Credito:NASA/Hubble
Le galassie oggi si dividono grosso modo in due categorie:raccolte di forma ellittica di colore rossastro, vecchie stelle che si sono formate prevalentemente durante un periodo all'inizio della storia dell'universo, e oggetti a forma di spirale dominati dal blu, giovani stelle. La Via Lattea è un esempio di quest'ultimo, una galassia a spirale che crea attivamente nuove stelle. Per comprendere la crescita delle galassie nel tempo cosmico e la storia passata della formazione stellare dell'universo, gli astronomi studiano la popolazione di vecchie stelle in lontane ellittiche di epoche precedenti, stelle che a loro volta si sono formate in tempi ancora precoci. La formazione stellare produce supernovae che arricchiscono i loro ambienti di elementi, compreso l'elemento diagnostico magnesio. Misurare la quantità di magnesio (rispetto al ferro) in una galassia aiuta quindi a fissare la forza e la durata dei precedenti episodi di formazione stellare.
Gli astronomi CfA Charlie Conroy e Jieun Choi e otto colleghi hanno utilizzato lo spettrometro sul telescopio Keck (insieme ad alcuni set di dati secondari) per ottenere misurazioni del magnesio molto sensibili in una delle galassie ellittiche più massicce e luminose conosciute. La galassia, visto in un'epoca solo tre miliardi di anni dopo il big bang, ha una massa stellare di circa trecento miliardi di masse solari (la massa stellare della Via Lattea è circa dieci volte inferiore) ma attualmente sta producendo stelle a un ritmo solo circa la metà di quello della Via Lattea. Però, il suo rapporto magnesio-ferro indica che all'inizio della sua vita creava stelle a un ritmo fenomenale, forse fino a diverse migliaia di masse solari ogni anno, rendendolo uno dei più vigorosi esempi di formazione stellare conosciuti.
Gli scienziati concludono che le esplosioni di formazione stellare in questa galassia devono essere dovute a fusioni con altre galassie. Infatti, stimano che l'oggetto abbia probabilmente raddoppiato le sue dimensioni come conseguenza dell'accrescimento di galassie più piccole. Sfortunatamente questa particolare ellittica è così insolita da non poter essere considerata un tipico progenitore di nessuna galassia ellittica locale. Il team sostiene che ulteriori osservazioni di più, ellittiche meno estreme nell'universo primordiale sono ora necessarie per riempire il resto della storia. Gli strumenti del James Webb Space Telescope, da lanciare il prossimo anno, dovrebbe essere in grado di farlo.