Immagine di ALMA e NASA/ESA Hubble Space Telescope (HST) di una giovane galassia circondata da un bozzolo di carbonio gassoso. Il colore rosso mostra la distribuzione del gas di carbonio ripreso combinando i dati ALMA per 18 galassie. La distribuzione stellare fotografata da HST è mostrata in blu. La dimensione dell'immagine è 3,8 arcsec x 3,8 arcsec, che corrisponde a 70, 000 anni luce x 70, 000 anni luce alla distanza di 12,8 miliardi di anni luce. Attestazione:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA, Fujimoto et al.
I ricercatori hanno scoperto gigantesche nubi di carbonio gassoso che si estendono per più di un raggio di 30, 000 anni luce intorno a giovani galassie utilizzando l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Questa è la prima conferma che gli atomi di carbonio prodotti all'interno delle stelle nell'universo primordiale si sono diffusi oltre le galassie. Nessuno studio teorico ha previsto bozzoli di carbonio così grandi attorno a galassie in crescita, che solleva interrogativi sulla nostra attuale comprensione dell'evoluzione cosmica.
"Abbiamo esaminato a fondo l'archivio scientifico di ALMA e raccolto tutti i dati che contengono segnali radio da ioni carbonio nelle galassie dell'universo primordiale, solo un miliardo di anni dopo il Big Bang, "dice Seiji Fujimoto, l'autore principale del documento di ricerca che è un astronomo presso l'Università di Copenaghen, e un ex dottorato di ricerca. studente presso l'Università di Tokyo. "Combinando tutti i dati, abbiamo raggiunto una sensibilità senza precedenti. Ottenere un set di dati della stessa qualità con un'osservazione richiederebbe 20 volte più tempo delle tipiche osservazioni ALMA, che è quasi impossibile da raggiungere."
Elementi pesanti come il carbonio e l'ossigeno non esistevano nell'universo al tempo del Big Bang. Si sono formati in seguito dalla fusione nucleare nelle stelle. Però, non è ancora chiaro come questi elementi si diffondano nell'universo. Gli astronomi hanno trovato elementi pesanti all'interno delle baby galassie ma non oltre quelle galassie, a causa della limitata sensibilità dei loro telescopi. Questo team di ricerca ha riassunto i deboli segnali memorizzati nell'archivio dati e ha spinto i limiti.
"Le nubi gassose di carbonio sono quasi cinque volte più grandi della distribuzione delle stelle nelle galassie, come osservato con il telescopio spaziale Hubble, " spiega Masami Ouchi, professore all'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone e all'Università di Tokyo. "Abbiamo individuato nuvole diffuse ma enormi che fluttuavano nell'universo nero carbone".
Quindi, come si sono formati i bozzoli di carbonio? "Le esplosioni di supernova nella fase finale della vita stellare espellono gli elementi pesanti formati nelle stelle, "dice il professor Rob Ivison, il Direttore per la Scienza presso l'Osservatorio Europeo Meridionale. "I getti energetici e le radiazioni dei buchi neri supermassicci nei centri delle galassie potrebbero anche aiutare a trasportare il carbonio al di fuori delle galassie e infine in tutto l'universo. Stiamo assistendo a questo processo di diffusione in corso, il primo inquinamento ambientale nell'universo."
Rappresentazione artistica di una giovane galassia circondata da un'enorme nuvola gassosa. Attestazione:NAOJ
Il team di ricerca osserva che al momento i modelli teorici non sono in grado di spiegare nuvole di carbonio così grandi attorno a giovani galassie, probabilmente indicando che qualche nuovo processo fisico deve essere incorporato nelle simulazioni cosmologiche. "Le giovani galassie sembrano espellere una quantità di gas ricco di carbonio che supera di gran lunga le nostre aspettative, "dice Andrea Ferrara, professore alla Scuola Normale Superiore di Pisa.
Il team sta ora utilizzando ALMA e altri telescopi in tutto il mondo per esplorare ulteriormente le implicazioni della scoperta per i deflussi galattici e gli aloni ricchi di carbonio intorno alle galassie.
