Un team di astronomi guidato dallo SRON Netherlands Institute for Space Research ha osservato 10 volte più galassie iper-luminose nell'infrarosso di quanto le stelle possano produrre secondo i modelli. Se la teoria è corretta, significa che le stelle da sole non possono spiegare la luminosità delle galassie infrarosse più luminose. Il documento è stato pubblicato in un numero speciale di Astronomia e astrofisica .

Dopo che l'universo è emerso dal Big Bang 13,8 miliardi di anni fa, le galassie piene di stelle iniziarono a formarsi in tempi relativamente brevi circa 3 miliardi di anni dopo. C'era un sacco di benzina per andare in giro, quindi una piccola parte di queste prime galassie è stata in grado di diventare massicce, galassie iper-luminose, con una luminosità di 10 trilioni di soli. Man mano che le riserve di gas si esaurivano nel tempo, un minor numero di galassie potrebbe crescere a un ritmo veloce.

Quando gli astronomi hanno osservato l'universo con il telescopio spaziale a infrarossi Herschel, hanno scoperto che questa teoria in gran parte si verifica. Però, in termini di numeri assoluti, sembrava che ci fossero oltre un ordine di grandezza troppe galassie infrarosse iper-luminose, sia nell'universo primordiale che in epoche più recenti. Sfortunatamente, La risoluzione spaziale di Herschel non poteva risolvere tutte le singole galassie, quindi non potevano dirlo con certezza.

Un team internazionale di astronomi, guidato da Lingyu Wang di SRON e RUG, ha ora utilizzato il telescopio LOFAR, con una risoluzione spaziale più elevata, per distinguere le galassie individualmente. Hanno scoperto che in effetti, ci sono oltre un ordine di grandezza più galassie iper-luminose di quanto predice la teoria. Con un'incertezza di un fattore due, possono dire con certezza che dobbiamo cercare una teoria diversa.

"Stiamo ora studiando quali meccanismi fisici possono alimentare galassie così estreme, " dice Wang. "Sono alimentati dalla formazione stellare o dall'accrescimento di buchi neri supermassicci? Se alimentato dalla formazione stellare, le galassie infrarosse iper-luminose formerebbero stelle a poche migliaia di masse solari all'anno. I modelli teorici non possono produrre così tante galassie che formano stelle a velocità così estreme. Quindi uno scenario alternativo è che siano principalmente alimentati dall'attività di accrescimento attorno al buco nero centrale. Abbiamo bisogno di ulteriori osservazioni per studiare la vera natura di questi oggetti estremi".

Il team eseguirà questo studio di follow-up utilizzando l'osservatorio Keck. Fornirà loro dati più accurati sullo spostamento verso il rosso delle galassie e quindi sulla loro distanza. Keck ospita un telescopio ottico, fornendo spettri. Gli astronomi deducono lo spostamento verso il rosso dagli spettri osservando di quante lunghezze d'onda si sono spostate le caratteristiche impronte digitali.