Mer. Feb 21st, 2024
galassia

L’era primordiale dell’Universo, quella che dopo l’acquisizione dei vari dati inviati dalle sonde Voyager e dai telescopi spaziali Hubble e Webb ci ha stupito. La necessità consequenziale di rivedere quanto fa parte del nostro bagaglio di conoscenze.

L’epoca primordiale dell’Universo è quella che attualmente è diventata terreno di ricerca da parte degli astrofisici e di tutti gli altri gruppi di scienziati. L’esame dei dati ricevuti hanno promosso queste attività legate alle straordinarie scoperte realizzate dall’esame dei dati ricevuti.

James Webb è lo strumento che è partito dalla Terra nel 2021 e, data la sua alta tecnologia, ha fornito informazioni strabilianti.

Sono venuti fuori molte contraddizioni alle teorie considerate come verità innegabili. Il big bang ipotizzato già dal 1927 dal fisico-abate Georges Lemaître basandosi sulla giovanissima teoria della Relatività Generale di Einstein (1925) era stato universalmente accettato. Gli scienziati, in base a tale teoria, hanno calcolato l’età dell’Universo pari a 13,8 miliardi di anni.

In altri studi si comprese come una galassia a spirale, come la nostra via Lattea, fosse formata da decine di miliardi di stelle (la nostra dovrebbe contenerne 100/200 miliardi). Si comprese anche come tali stelle non si sarebbero formate contemporaneamente, ma in epoche diverse per formare l’aspetto definitivo della galassia che osserviamo. Quindi, anche per la formazione di una galassia completa occorrono tempo lunghi, dell’ordine dei miliardi di anni.

James Webb ha inviato foto e dati che confermano l’esistenza di galassie complete a spirale, anche molto più grandi di quelle a noi più prossime. Tali galassie hanno un’età di circa 13,5 miliardi di anni. Quindi si sarebbero formate completamente in soli trecento milioni di anni; un periodo estremamente breve per la loro costituzione.

Gli interrogativi

Da questo fatto sono scaturite alcuni interrogativi ed i più interessanti sono:

  • la data del big bang deve essere retrodatata di qualche miliardo di anni (un fisico canadese dell’Università di Ottawa parla di 26,7 miliardi di anni);
  • il big bang non è mai avvenuto;
  • il big bang è avvenuto 13,8 miliardi di anni fa e nei primi momenti della sua esistenza la fisica che governava quegli spazi e quei tempi era una fisica diversa da quella che conosciamo e che accelerava di moltissimo i processi di formazione della stella;
  • i processi di formazione delle stelle non erano quelli che abbiamo ipotizzato: quale fisica, quale chimica governavano queste trasformazioni?

Questi ed altri dubbi coinvolgono altre discipline come la fisica, la chimica, la geologia, la genetica per parlare solo delle materie più evidenti. A queste, però, vanno aggiunte altre non meno importanti come l’intelligenza artificiale (IA) fino ad arrivare anche a toccare la religione. Si riapre così la vecchia disputa tra la scienza e il trascendente.

Cosa sta facendo lo IAC (Istituto Astronomico delle Canarie)

Vediamo cosa si intende per galassia a spirale barrata. Una galassia a spirale barrata, è una galassia a spirale dal cui bulbo centrale (il nucleo) si dipartono due prolungamenti di stelle che nell’insieme ricordano una barra. In queste galassie i bracci curvi della spirale partono dalla barra, anziché dal nucleo. Le galassie barrate sembrano essere molto numerose e recenti indagini mostrano che circa due terzi delle galassie a spirale contengono una barra. Le barre sono considerate fenomeni temporanei nella vita delle galassie a spirale. La struttura della barra decade nel tempo, trasformando le galassie barrate in galassie a struttura normale.

Gli scienziati hanno scoperto (2023) la galassia a spirale barrata più lontana fino ad oggi

Un team scientifico internazionale, tra cui ricercatori dell’Istituto di Astrofísica delle Canarie (IAC) e dell’Università di La Laguna (ULL), ha scoperto una galassia a spirale barrata analoga alla Via Lattea nell’Universo primordiale, quando aveva solo il 15% della sua età attuale. Soprannominata ceers-2112, è la galassia a spirale barrata più distante mai osservata e la sua esistenza sfida l’attuale modello di formazione ed evoluzione galattica. La scoperta, fatta con i dati del James Webb Space Telescope (JWST), è stata pubblicata sulla rivista Nature.

In astrofisica, lo studio della struttura delle galassie a diverse distanze, cioè a diverse età del cosmo, è essenziale per ricostruire la storia della formazione e dell’evoluzione della Via Lattea. Nell’Universo vicino, la maggior parte delle galassie a spirale massicce mostra una struttura allungata a forma di barra nelle loro regioni centrali, proprio come la nostra galassia. Queste barre svolgono un ruolo fondamentale nell’evoluzione galattica, in quanto favoriscono il mescolamento degli elementi, essenziali per la formazione delle stelle.

I nostri modelli teorici non vanno bene

Secondo le previsioni dei modelli teorici, le condizioni fisiche e dinamiche dell’Universo primordiale non favoriscono la formazione di barre nelle galassie più giovani e distanti. Per questo motivo, si pensava che la struttura delle galassie a spirale come la Via Lattea non si fosse consolidata fino a quando l’Universo non avesse raggiunto la metà della sua età, che attualmente ha 13,8 miliardi di anni (ancora si preferisce, fino alla verifica finale dei dati ricevuti, assumere per buona l’età dell’Universo condiviso dalla comunità scientifica).

Ora, un team del  Center for Astrobiology (CAB), CSIC-INTA, ha scoperto una galassia nell’Universo primordiale che presenta una barra galattica come quella della Via Lattea. Le osservazioni, effettuate con il JWST, mostrano una galassia a spirale barrata quando l’Universo aveva solo 2,1 miliardi di anni, sfidando le precedenti conoscenze sulla formazione delle galassie.

Contrariamente alle aspettative, questa scoperta rivela che galassie simili alla Via Lattea esistevano già 11,7 miliardi di anni fa, quando l’Universo aveva solo il 15% della sua età attuale“, afferma Luca Costantin, ricercatore post-dottorato del CSIC presso il CAB di Madrid e autore principale dell’articolo.

Questa galassia a spirale barrata, chiamata ceers-2112, ha anche la stessa massa che la Via Lattea deve aver avuto in quell’istante nell’Universo. Secondo il team scientifico, da questo fatto emerge un’importante conclusione: “Sorprendentemente, questa scoperta dimostra che quando l’Universo era ancora molto giovane, l’evoluzione di questa galassia era dominata dai barioni, cioè la materia ordinaria di cui siamo composti, e non dalla materia oscura, sebbene quest’ultima sia più abbondante“, afferma Jairo Méndez Abreu, ricercatore presso l’ULL e l’IAC e co-autore dello studio.

Un telescopio rivoluzionario

Fino ad ora, le conoscenze sulla morfologia delle galassie lontane si basavano principalmente su studi effettuati con il telescopio spaziale Hubble (HST), che hanno rivelato strutture molto irregolari, frutto di possibili fusioni tra galassie. Tuttavia, le straordinarie capacità del JWST stanno rivoluzionando l’astrofisica e svelando un Universo lontano che non è esattamente come ci si aspettava.

Per la prima volta, con il James Webb abbiamo la tecnologia e la strumentazione necessarie per studiare in dettaglio la morfologia di galassie molto distanti, quindi ci aspettiamo, nei prossimi anni, una trasformazione senza precedenti delle nostre conoscenze sui processi di formazione ed evoluzione galattica“, sottolinea Marc Huertas-Company, ricercatore dell’IAC e dell’ULL che ha anche partecipato allo studio. La barra della galassia ceers-2112 è stata identificata analizzando le immagini scattate con lo strumento NIRCam del JWST  . I dati scientifici sono stati raccolti durante le osservazioni del progetto CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science), guidato da Steven L. Finkelstein dell’Università del Texas, USA) all’interno  della Extended Groth Strip, una regione del cielo situata tra le costellazioni dell’Orsa Maggiore e del Cattle Dog. Il progetto ha coinvolto 33 ricercatori provenienti da 29 istituzioni di 8 paesi.

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