Lo studio: il lavoro scientifico, guidato dal ricercatore dell’Istituto di Astrofisica delle Isole Canarie (IAC) Martín López Corredoira, ha rilevato che alcune galassie massicce molto distanti sembrano essere più antiche di quanto previsto dalla cosmologia standard.
Lo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal, si basa sull’analisi dei dati, recentemente ottenuti dal James Webb Space Telescope (JWST), di galassie che esistevano quando l’Universo aveva solo il 4-5% della sua età attuale modello cosmologico predominante. I ricercatori concludono che l’età media di alcune di queste galassie non sarebbe compatibile con l’età accettata per l’Universo.
Il red shift – Lo spostamento verso il rosso
Lo spostamento verso il rosso (inglese, redshift) è il fenomeno per cui la luce o un’altra radiazione elettromagnetica, emessa da un oggetto in allontanamento, ha una lunghezza d’onda maggiore rispetto a quella che aveva all’emissione.
Esiste un altro tipo di redshift che è cosmologico, dovuto all’espansione dell’universo. Sorgenti di luce lontane (milioni di anni luce) mostrano uno spostamento verso il rosso corrispondente alla rapidità con cui cresce la loro distanza dalla Terra.
L’effetto è tanto maggiore quanto più velocemente le galassie si allontanano, quindi quanto più esse sono lontane. L’attuale tasso di espansione dell’Universo ci fornisce la misura del redshift che permette di valutare l’epoca delle galassie osservate. Tale tempo è quello impiegato dalla luce galattica per raggiungere la Terra.
Attualmente gli oggetti noti che presentano i più alti spostamenti verso il rosso sono le galassie e i corpi che producono esplosioni di raggi gamma.
I dati più affidabili sono quelli spettroscopici. Il più alto spostamento verso il rosso, ottenuto spettroscopicamente, è quello della galassia GN-z11, corrispondente a 400 milioni di anni dopo il Big Bang.
Il contenuto della ricerca
Secondo il modello cosmologico standard, l’età dell’Universo è di circa 13,8 miliardi di anni. Sulla base dei dati del JWST sulla luce galattica rileviamo uno spostamento verso il rosso proprio di un Universo che aveva 600 milioni di anni. Il team ha stimato che queste galassie hanno, con una probabilità maggiore di 95%, popolazioni stellari di età compresa tra 900 e 2,4 miliardi di anni. Cioè, le sue stelle si sarebbero formate diverse centinaia di milioni di anni prima del Big Bang.
Copme detto, lo spostamento verso il rosso avviene a causa dell’espansione dell’Universo. Questo fa sì che la lunghezza d’onda aumenti e si sposti verso l’estremità rossa dello spettro elettromagnetico. Quindi più una galassia è lontana, maggiore è il suo spostamento verso il rosso.
Considerata la sequenza di formazione stellare e assemblaggio delle galassie nel Modello Standard, queste galassie dovrebbero essere anche più giovani di circa 300 milioni di anni in media, ma tali età sarebbero escluse secondo questo lavoro con una probabilità superiore al 99,97%.
Questo studio è legato a quello che è stato chiamato il “problema delle galassie incredibilmente primordiali”.
Le testimonianze dei ricercatori dello studio
Per Fulvio Melia, ricercatore dell’Università dell’Arizona e uno dei coautori di questo articolo, la scoperta di galassie ben formate in una fase così precoce nella storia dell’Universo è stata molto inquietante per molti astronomi e cosmologi. perché nessuno ha una spiegazione valida di come avrebbero potuto formarsi». L’astrofisico aggiunge che «il lavoro presentato rende la situazione ancora più sconcertante per il quadro cosmologico convenzionale perché utilizza le nostre conoscenze scientifiche più avanzate per dimostrare che le stelle in queste galassie erano già più vecchie dell’Universo stesso, il che non ha senso».
Martín López Corredoira , ricercatore principale della presente pubblicazione, sottolinea che questo risultato potrebbe indicare la necessità di considerare cosmologie non standard. Tuttavia, le conclusioni dell’articolo sono il risultato di diversi approcci nell’astrofisica stellare e nei modelli di estinzione della polvere, quindi dovrebbero essere prese con cautela. Sono necessarie ulteriori ricerche per confermare la possibile esistenza di galassie più antiche dell’Universo del modello cosmologico standard», afferma l’astrofisico. Aggiunge inoltre Corredoira: «Nel caso in cui il problema fosse nel modello cosmologico, ciò non significherebbe necessariamente che non ci sia stato il Big Bang , un inizio dell’Universo. Non è necessario demolirlo tutto, ma sarebbe necessario ripensare alcuni dei suoi elementi».
Secondo gli autori esistono modelli cosmologici alternativi, come quello proposto da Fulvio Melia, che presuppone un Universo in espansione con un inizio e altre caratteristiche simili al modello standard, ma con un’espansione a ritmo costante, senza l’accelerazione dell’espansione dell’Universo associata all’energia oscura. «Con questo modello, l’età dell’Universo in cui si osservano queste galassie con spostamento verso il rosso z = 8 sarebbe di circa 1,5 miliardi di anni (invece dei 600 milioni di anni del modello standard), il che risolverebbe il problema. È una delle ipotesi possibili che si aprono davanti a questo risultato», conclude Corredoira.
Articolo originale (per chi volesse … in inglese)
Questo lavoro si basa sull’analisi dei dati ottenuti dal JWST, gestito congiuntamente dalla NASA americana, dall’Agenzia spaziale europea (ESA) e dall’Agenzia spaziale canadese (CSA).
Articolo originale dello studio: López Corredoira, M., Melia, F., Wei, J.-J., & Gao, C.-Y. 2024, “Era delle galassie massicce con spostamento verso il rosso 8”, The Astrophysical Journal , Volume 970, Numero 1, id. 63, 15 pp. DOI: 10.3847/1538-4357/ad4f86
fonte immagine: https://www.iac.es/es/divulgacion/noticias/el-iac-desvela-la-aparicion-de-nuevas-galaxias-escondidas-en-la-telarana-galactica