Una nuvola di gas reliquia, rimasta orfana dopo il Big Bang, è stato scoperto nel lontano universo dagli astronomi utilizzando il telescopio ottico più potente del mondo, l'Osservatorio W. M. Keck su Maunakea, Hawaii.

La scoperta di un fossile così raro, guidato dallo studente di dottorato Fred Robert e dal professor Michael Murphy alla Swinburne University of Technology, offre nuove informazioni su come si sono formate le prime galassie nell'universo.

"Ovunque guardiamo, il gas nell'universo è inquinato da elementi pesanti di scarto provenienti da stelle che esplodono, " dice Robert. "Ma questa particolare nuvola sembra incontaminata, non inquinato dalle stelle anche 1,5 miliardi di anni dopo il Big Bang."

"Se ha degli elementi pesanti, deve essere inferiore a 1/10, 000esimo della proporzione che vediamo nel nostro Sole. Questo è estremamente basso; la spiegazione più convincente è che si tratti di una vera reliquia del Big Bang".

I risultati saranno pubblicati sulla rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society . Una prestampa della carta, "Esplorando le origini di un nuovo, nuvola di gas apparentemente priva di metalli a z =4,4, " è disponibile online su arxiv.org/abs/1812.05098 .

Robert e il suo team hanno utilizzato due degli strumenti dell'Osservatorio Keck – l'Echellette Spectrograph and Imager (ESI) e lo spettrometro Echelle ad alta risoluzione (HIRES) – per osservare lo spettro di un quasar dietro la nube di gas.

Il quasar, che emette un bagliore luminoso di materiale che cade in un buco nero supermassiccio, fornisce una sorgente luminosa contro la quale si possono vedere le ombre spettrali dell'idrogeno nella nube di gas.

"Abbiamo preso di mira i quasar in cui i ricercatori precedenti avevano visto solo ombre di idrogeno e non di elementi pesanti in spettri di qualità inferiore, " dice Robert. "Questo ci ha permesso di scoprire rapidamente un fossile così raro con il tempo prezioso sui telescopi gemelli dell'Osservatorio Keck".

Le uniche altre due nubi fossili conosciute sono state scoperte nel 2011 dal professor Michele Fumagalli della Durham University, John O'Meara, ex professore al St. Michael's College e ora nuovo capo scienziato al Keck Observatory, e il professor J. Xavier Prochaska dell'Università della California, Santa Cruz; sia Fumagalli che O'Meara sono coautori di questa nuova ricerca sulla terza nube fossile.

"Le prime due sono state scoperte fortuite, e abbiamo pensato che fossero la punta dell'iceberg. Ma nessuno ha scoperto nulla di simile:sono chiaramente molto rari e difficili da vedere. È fantastico scoprirne finalmente uno sistematicamente, "dice O'Meara.

"Ora è possibile rilevare queste reliquie fossili del Big Bang, " dice Murphy. "Questo ci dirà esattamente quanto sono rari e ci aiuterà a capire come alcuni gas hanno formato stelle e galassie nell'universo primordiale, e perché alcuni non l'hanno fatto."