ALMA, aiutato da una lente gravitazionale, immaginato il deflusso, o 'vento, ' da una galassia vista quando l'universo aveva solo un miliardo di anni. L'immagine ALMA (richiamo del cerchio) mostra la posizione delle molecole di idrossile (OH). Queste molecole tracciano la posizione del gas che forma le stelle mentre fugge dalla galassia, guidato da supernova o da un "vento" alimentato da un buco nero. Il campo stellare di sfondo (Blanco Telescope Dark Energy Survey) mostra la posizione della galassia. La circolare, la forma a doppio lobo della galassia lontana è dovuta alla distorsione causata dall'effetto di ingrandimento cosmico di una galassia interposta. Attestazione:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), J. Spilker/UT-Austin; NRAO/AUI/NSF, S.Dagnello; AURA/NSF
Per la prima volta, un potente "vento" di molecole è stato rilevato in una galassia situata a 12 miliardi di anni luce di distanza. Sondando un'epoca in cui l'universo era inferiore al 10% della sua età attuale, La ricerca dell'astronomo Justin Spilker dell'Università del Texas ad Austin fa luce su come le prime galassie regolassero la nascita delle stelle per evitare di esplodere. La ricerca apparirà nel numero del 7 settembre della rivista Scienza .
"Le galassie sono complicate, bestie disordinate, e pensiamo che i flussi e i venti siano elementi fondamentali per il modo in cui si formano ed evolvono, regolando la loro capacità di crescere, " ha detto Spiker.
Alcune galassie come la Via Lattea e Andromeda hanno tassi di nascita delle stelle relativamente lenti e misurati, con circa una nuova stella che si accende ogni anno. Altre galassie, note come galassie starburst, forgiare centinaia o addirittura migliaia di stelle ogni anno. Questo ritmo furioso, però, non può essere mantenuto a tempo indeterminato.
Per evitare di esaurirsi in un breve lampo di gloria, alcune galassie rallentano la loro nascita stellare espellendo, almeno temporaneamente, vaste riserve di gas nei loro ampi aloni, dove il gas o sfugge del tutto o torna lentamente a piovere sulla galassia, innescando future esplosioni di formazione stellare.
Fino ad ora, però, gli astronomi non sono stati in grado di osservare direttamente questi potenti deflussi nell'universo primordiale, dove tali meccanismi sono essenziali per evitare che le galassie diventino troppo grandi, troppo veloce.
Le osservazioni di Spilker con l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), mostrano, per la prima volta, un potente vento galattico di molecole in una galassia vista quando l'universo aveva solo 1 miliardo di anni. Questo risultato fornisce informazioni su come alcune galassie dell'universo primordiale siano state in grado di autoregolare la loro crescita in modo da poter continuare a formare stelle nel tempo cosmico.
Gli astronomi hanno osservato venti con le stesse dimensioni, velocità e massa nelle galassie starburst vicine, ma la nuova osservazione di ALMA è il deflusso inequivocabile più distante mai visto nell'universo primordiale.
Un'impressione artistica di un deflusso di gas molecolare da una galassia attiva che forma stelle. Credito:NRAO/AUI/NSF, D. Berry
La galassia, noto come SPT2319-55, dista più di 12 miliardi di anni luce. È stato scoperto dal South Pole Telescope della National Science Foundation.
ALMA è stata in grado di osservare questo oggetto a una distanza così straordinaria con l'aiuto di una lente gravitazionale fornita da un'altra galassia che si trova quasi esattamente lungo la linea di vista tra la Terra e SPT2319-55. La lente gravitazionale, la curvatura della luce dovuta alla gravità, ingrandisce la galassia sullo sfondo per farla apparire più luminosa, che consente agli astronomi di osservarlo in modo più dettagliato di quanto non sarebbero altrimenti in grado di fare. Gli astronomi utilizzano programmi informatici specializzati per decodificare gli effetti della lente gravitazionale per ricostruire un'immagine accurata dell'oggetto più distante.
Questa vista aiutata dall'obiettivo ha rivelato un potente vento di gas che forma stelle che esce dalla galassia a quasi 800 chilometri al secondo. Più che una costante, brezza leggera, il vento sfreccia via in ciuffi discreti, rimuovendo il gas che forma le stelle con la stessa rapidità con cui la galassia può trasformare quel gas in nuove stelle.
Il deflusso è stato rilevato dalla firma della lunghezza d'onda millimetrica di una molecola chiamata idrossile (OH), che appariva come una linea di assorbimento:essenzialmente, l'ombra di un'impronta digitale OH nella brillante luce infrarossa della galassia.
I venti molecolari sono un modo efficiente per le galassie di autoregolare la loro crescita, notano i ricercatori. Questi venti sono probabilmente innescati sia dagli effetti combinati di tutte le esplosioni di supernova che da rapide, formazione stellare massiccia, o da un potente rilascio di energia mentre parte del gas nella galassia cade sul buco nero supermassiccio al suo centro.
"Finora, abbiamo osservato solo una galassia a una distanza cosmica così notevole, ma vorremmo sapere se venti come questi sono presenti anche in altre galassie per vedere quanto sono comuni, " Concluse Spilker. "Se si verificano praticamente in ogni galassia, sappiamo che i venti molecolari sono onnipresenti e anche un modo molto comune per le galassie di autoregolare la loro crescita".
Questa ricerca è presentata in un articolo intitolato "Fast Molecular Outflow from a Dusty Star-Forming Galaxy in the Early Universe, " di J.S. Spilker et al. sulla rivista Scienza .
