Una lontana galassia più massiccia della nostra Via Lattea, con più di un trilione di stelle, ha rivelato che i "nuclei" di galassie massicce nell'Universo si erano formati già 1,5 miliardi di anni dopo il Big Bang, circa 1 miliardo di anni prima di quanto rivelato dalle misurazioni precedenti.

I ricercatori hanno pubblicato la loro analisi il 6 novembre 2019 in Le Lettere del Giornale Astrofisico , una rivista dell'American Astronomical Society.

"Se puntiamo un telescopio verso il cielo e prendiamo un'immagine profonda, possiamo vedere così tante galassie là fuori, " disse Masayuki Tanaka, autore di articoli e professore associato di scienze astronomiche presso la Graduate University for Advanced Studies e l'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone. "Ma la nostra comprensione di come queste galassie si formano e crescono è ancora piuttosto limitata, specialmente quando si tratta di galassie massicce".

Le galassie sono generalmente classificate come vive o morte:le galassie morte non formano più stelle, mentre le galassie viventi sono ancora luminose con l'attività di formazione stellare. Una galassia "spenta" è una galassia in procinto di morire, il che significa che la sua formazione stellare è significativamente soppressa. Le galassie spente non sono luminose come le galassie completamente vive, ma non sono oscure come le galassie morte. I ricercatori usano questo spettro di luminosità come prima linea di identificazione quando osservano l'Universo.

I ricercatori hanno utilizzato i telescopi del W.M. Keck Observatory alle Hawaii per osservare una galassia spenta in quello che viene chiamato Subaru/XMM-Newton Deep Field. Questa regione del cielo è stata osservata da vicino da diversi telescopi, producendo una grande quantità di dati che gli scienziati possono studiare. Tanaka e il suo team hanno utilizzato uno strumento chiamato MOSFIRE sul telescopio Keck I per ottenere misurazioni della galassia. Hanno ottenuto una misura di due micron nello spettro del vicino infrarosso, che l'occhio umano non può vedere, ma ha confermato che la luce della galassia è stata emessa appena 1,5 miliardi di anni dopo il Big Bang. Il team ha anche confermato che la formazione stellare della galassia è stata soppressa.

"La formazione stellare soppressa ti dice che una galassia sta morendo, purtroppo, ma questo è esattamente il tipo di galassia che vogliamo studiare in dettaglio per capire perché si verifica l'estinzione, " disse Francesco Valentino, un co-autore del documento e un assistente professore presso il Cosmic Dawn Center di Copenhagen.

Secondo Valentino, gli astronomi credono che le galassie massicce siano le prime a morire nella storia dell'Universo e che detengano la chiave per capire perché si verifica in primo luogo l'estinzione.

"Abbiamo anche scoperto che i "nuclei" delle galassie massicce oggi sembrano essere completamente formati nell'Universo primordiale, " ha detto Tanaka. Il modo in cui le stelle si muovono all'interno di una galassia dipende da quanta massa contiene quell'oggetto. Tanaka e il suo team hanno scoperto che le stelle nella galassia lontana sembrano muoversi altrettanto velocemente di quelle più vicine a casa. "La precedente misurazione di questo tipo è stato creato quando l'Universo aveva 2,5 miliardi di anni. Abbiamo spinto il record fino a 1,5 miliardi di anni e abbiamo scoperto, con nostra sorpresa, che il nucleo era già abbastanza maturo."

I ricercatori stanno continuando a studiare come si formano e come muoiono le galassie massicce nell'Universo primordiale, e stanno cercando galassie spente più massicce nel lontano Universo che potrebbero far luce sulle fasi precedenti del processo.

"Quando è apparsa la prima galassia morta nell'Universo?" chiese Tanaka. "Questa è una domanda molto interessante per noi da affrontare. Per farlo, continueremo ad osservare il cielo profondo con i telescopi più grandi ed espanderemo la nostra ricerca man mano che saranno disponibili strutture più avanzate".