Astronomi che usano ALMA, in cui l'ESO è partner, hanno rivelato una galassia estremamente lontana che assomiglia sorprendentemente alla nostra Via Lattea. La galassia, SPT0418-47, è gravitazionalmente lente da una galassia vicina, che appare nel cielo come un anello di luce quasi perfetto. Attestazione:ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Rizzo et al.
Astronomi che utilizzano l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), in cui l'Osservatorio europeo meridionale (ESO) è partner, hanno rivelato una galassia estremamente lontana e quindi molto giovane che somiglia sorprendentemente alla nostra Via Lattea. La galassia è così lontana che la sua luce ha impiegato più di 12 miliardi di anni per raggiungerci:la vediamo com'era quando l'Universo aveva appena 1,4 miliardi di anni. È anche sorprendentemente poco caotico, contraddicendo le teorie secondo cui tutte le galassie nell'Universo primordiale erano turbolente e instabili. Questa scoperta inaspettata sfida la nostra comprensione di come si formano le galassie, dando nuove intuizioni sul passato del nostro Universo.
"Questo risultato rappresenta una svolta nel campo della formazione delle galassie, mostrando che le strutture che osserviamo nelle vicine galassie a spirale e nella nostra Via Lattea erano già in atto 12 miliardi di anni fa, "dice Francesca Rizzo, dottorato di ricerca studente dell'Istituto Max Planck di Astrofisica in Germania, che ha guidato la ricerca pubblicata oggi in Natura . Mentre la galassia studiata dagli astronomi, chiamato SPT0418-47, non sembra avere braccia a spirale, ha almeno due caratteristiche tipiche della nostra Via Lattea:un disco rotante e un rigonfiamento, il grande gruppo di stelle ammassato strettamente attorno al centro galattico. Questa è la prima volta che si vede un rigonfiamento così presto nella storia dell'Universo, rendendo SPT0418-47 il più lontano sosia della Via Lattea.
"La grande sorpresa è stata scoprire che questa galassia è in realtà abbastanza simile alle galassie vicine, contrariamente a tutte le aspettative dei modelli e precedenti, meno dettagliato, osservazioni, " afferma il coautore Filippo Fraternali, dell'Istituto Astronomico Kapteyn, Università di Groningen nei Paesi Bassi. Nell'Universo primordiale, le giovani galassie erano ancora in fase di formazione, quindi i ricercatori si aspettavano che fossero caotiche e prive delle strutture distinte tipiche delle galassie più mature come la Via Lattea.
Astronomi che usano ALMA, in cui l'ESO è partner, hanno rivelato una galassia estremamente lontana che assomiglia sorprendentemente alla nostra Via Lattea. La galassia, SPT0418-47, è gravitazionalmente lente da una galassia vicina, che appare nel cielo come un anello di luce quasi perfetto (a sinistra). Il team di ricerca ha ricostruito la vera forma della lontana galassia e il movimento del suo gas (a destra) dai dati di ALMA utilizzando una nuova tecnica di modellazione al computer. Le osservazioni indicano che SPT0418-47 è una galassia a disco con un rigonfiamento centrale e il materiale al suo interno ruota attorno al centro. Il gas che si allontana da noi è mostrato in rosso, mentre il gas che si muove nella direzione dell'osservatore è mostrato in blu. Credito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Rizzo et al.
Lo studio di galassie lontane come SPT0418-47 è fondamentale per la nostra comprensione di come si sono formate ed evolute le galassie. Questa galassia è così lontana che la vediamo quando l'Universo aveva solo il 10% della sua età attuale perché la sua luce impiegava 12 miliardi di anni per raggiungere la Terra. Studiandolo, stiamo tornando a un'epoca in cui queste piccole galassie stavano appena iniziando a svilupparsi.
Perché queste galassie sono così lontane, osservazioni dettagliate anche con i telescopi più potenti sono quasi impossibili in quanto le galassie appaiono piccole e deboli. Il team ha superato questo ostacolo utilizzando una galassia vicina come una potente lente d'ingrandimento, un effetto noto come lente gravitazionale, consentendo ad ALMA di vedere nel lontano passato con dettagli senza precedenti. In questo effetto, l'attrazione gravitazionale dalla galassia vicina distorce e piega la luce dalla galassia lontana, facendolo apparire deforme e ingrandito.
La lente gravitazionale, galassia lontana appare come un anello di luce quasi perfetto attorno alla galassia vicina, grazie al loro allineamento quasi esatto. Il team di ricerca ha ricostruito la vera forma della lontana galassia e il movimento del suo gas dai dati di ALMA utilizzando una nuova tecnica di modellazione al computer. "Quando ho visto per la prima volta l'immagine ricostruita di SPT0418-47 non potevo crederci:si stava aprendo uno scrigno del tesoro, "dice Rizzo.
"Ciò che abbiamo scoperto è stato piuttosto sconcertante; nonostante la formazione di stelle a un ritmo elevato, ed essendo quindi sede di processi altamente energetici, SPT0418-47 è il disco galattico più ordinato mai osservato nell'Universo primordiale, " ha dichiarato la coautrice Simona Vegetti, anche dall'Istituto Max Planck di Astrofisica. "Questo risultato è abbastanza inaspettato e ha importanti implicazioni su come pensiamo che le galassie si evolvano". Gli astronomi notano, però, che anche se SPT0418-47 ha un disco e altre caratteristiche simili a quelle delle galassie a spirale che vediamo oggi, si aspettano che si evolva in una galassia molto diversa dalla Via Lattea, e unisciti alla classe delle galassie ellittiche, un altro tipo di galassie che, accanto alle spirali, abitare l'Universo oggi.
Questa scoperta inaspettata suggerisce che l'Universo primordiale potrebbe non essere così caotico come si credeva una volta e solleva molte domande su come una galassia ben ordinata possa essersi formata così presto dopo il Big Bang. Questa scoperta di ALMA segue la precedente scoperta annunciata a maggio di un enorme disco rotante visto a una distanza simile. SPT0418-47 è visto in dettaglio più fine, grazie all'effetto lente, e ha un rigonfiamento oltre a un disco, rendendola ancora più simile alla nostra odierna Via Lattea rispetto a quella studiata in precedenza.
Studi futuri, anche con l'Extremely Large Telescope dell'ESO, cercherà di scoprire quanto siano tipiche queste galassie a disco "baby" e se siano comunemente meno caotiche del previsto, aprendo nuove strade agli astronomi per scoprire come si sono evolute le galassie.
