"La distribuzione delle galassie satellitari in orbita attorno a una galassia simulata al computer, come previsto dal modello cosmologico Lambda-materia fredda-oscura. I cerchi blu circondano i satelliti più luminosi, il bianco circonda i satelliti ultradeboli (così deboli da non essere facilmente visibili nell'immagine). I satelliti ultradeboli sono tra le galassie più antiche dell'Universo; hanno cominciato a formarsi quando l'Universo aveva solo circa 100 milioni di anni (rispetto alla sua età attuale di 13,8 miliardi di anni). L'immagine è stata generata dalle simulazioni del progetto Auriga effettuate dai ricercatori dell'Istituto di Cosmologia Computazionale, Università di Durham, UK, l'Istituto di Heidelberg per gli studi teorici, Germania, e l'Istituto Max Planck di Astrofisica, Germania.' Credito:Istituto per la cosmologia computazionale, Università di Durham, Regno Unito/Istituto per gli studi teorici di Heidelberg, Germania / Istituto Max Planck di astrofisica, Germania.
Gli astronomi hanno identificato alcune delle prime galassie dell'Universo.
Il team dell'Institute for Computational Cosmology della Durham University e dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, ha trovato prove che le galassie satellite più deboli in orbita attorno alla nostra galassia, la Via Lattea, sono tra le primissime galassie che si sono formate nel nostro Universo.
Gli scienziati che lavorano a questa ricerca hanno descritto la scoperta come "estremamente eccitante" spiegando che trovare alcune delle prime galassie dell'Universo in orbita attorno alla Via Lattea è "equivalente a trovare i resti dei primi umani che abitarono la Terra".
I risultati del gruppo di ricerca suggeriscono che le galassie tra cui Segue-1, Bootes io, Tucana II e l'Orsa Maggiore I sono infatti alcune delle prime galassie mai formate, si pensa che abbia più di 13 miliardi di anni.
Quando l'Universo aveva circa 380 anni, 000 anni, si formarono i primissimi atomi. Questi erano atomi di idrogeno, l'elemento più semplice della tavola periodica. Questi atomi si raccolsero in nuvole e iniziarono a raffreddarsi gradualmente ea depositarsi nei piccoli grumi o "alone" di materia oscura emersi dal Big Bang.
Questa fase di raffreddamento, conosciuti come "i secoli bui cosmici", durò circa 100 milioni di anni. Infine, il gas che si era raffreddato all'interno degli aloni divenne instabile e iniziò a formare stelle:questi oggetti sono le primissime galassie che si siano mai formate.
Con la formazione delle prime galassie, l'Universo esplose nella luce, ponendo fine ai secoli bui cosmici.
Dottor Sownak Bose, presso l'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, lavorando con il Dr. Alis Deason e il Professor Carlos Frenk all'ICC dell'Università di Durham, identificato due popolazioni di galassie satellite in orbita attorno alla Via Lattea.
La prima era una popolazione molto debole costituita dalle galassie che si formarono durante le "età oscure cosmiche". La seconda era una popolazione leggermente più brillante composta da galassie che si sono formate centinaia di milioni di anni dopo, una volta l'idrogeno che era stato ionizzato dall'intensa radiazione ultravioletta emessa dalle prime stelle era in grado di raffreddarsi in aloni di materia oscura più massicci.
Sorprendentemente, il team ha scoperto che un modello di formazione delle galassie che avevano sviluppato in precedenza concordava perfettamente con i dati, permettendo loro di dedurre i tempi di formazione delle galassie satellite.
I loro risultati sono pubblicati nel Giornale Astrofisico .
Professor Carlos Frenk, Direttore dell'Istituto di Cosmologia Computazionale dell'Università di Durham, ha dichiarato:"Trovare alcune delle primissime galassie che si sono formate nel nostro Universo in orbita nel cortile di casa della Via Lattea è l'equivalente astronomico del trovare i resti dei primi umani che hanno abitato la Terra. È estremamente eccitante.
"La distribuzione delle galassie satellitari in orbita attorno a una galassia simulata al computer, come previsto dal modello cosmologico Lambda-materia fredda-oscura. I satelliti ultradeboli sono tra le galassie più antiche dell'Universo; hanno cominciato a formarsi quando l'Universo aveva solo circa 100 milioni di anni (rispetto alla sua età attuale di 13,8 miliardi di anni). L'immagine è stata generata dalle simulazioni del progetto Auriga effettuate dai ricercatori dell'Istituto di Cosmologia Computazionale, Università di Durham, UK, l'Istituto di Heidelberg per gli studi teorici, Germania, e l'Istituto Max Planck di Astrofisica, Germania.' Credito:Istituto per la cosmologia computazionale, Università di Durham, Regno Unito / Istituto di Heidelberg per gli studi teorici, Germania / Istituto Max Planck di astrofisica, Germania.
"La nostra scoperta supporta l'attuale modello per l'evoluzione del nostro Universo, il 'modello Lambda-fredda-materia oscura' in cui le particelle elementari che compongono la materia oscura guidano l'evoluzione cosmica."
L'intensa radiazione ultravioletta emessa dalle prime galassie ha distrutto i restanti atomi di idrogeno ionizzandoli (eliminando i loro elettroni), making it difficult for this gas to cool and form new stars.
The process of galaxy formation ground to a halt and no new galaxies were able to form for the next billion years or so.
Infine, the halos of dark matter became so massive that even ionized gas was able to cool. Galaxy formation resumed, culminating in the formation of spectacular bright galaxies like our own Milky Way.
Dr. Sownak Bose, who was a Ph.D. student at the ICC when this work began and is now a research fellow at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, said:"A nice aspect of this work is that it highlights the complementarity between the predictions of a theoretical model and real data.
"A decade ago, the faintest galaxies in the vicinity of the Milky Way would have gone under the radar. With the increasing sensitivity of present and future galaxy censuses, a whole new trove of the tiniest galaxies has come into the light, allowing us to test theoretical models in new regimes."
Dr. Alis Deason, who is a Royal Society University Research Fellow at the ICC, Durham University, said:"This is a wonderful example of how observations of the tiniest dwarf galaxies residing in our own Milky Way can be used to learn about the early Universe."
