L’Era della Reionizzazione, una delle fasi più decisive ma ancora meno comprese dell’evoluzione cosmica, potrebbe essere oggi più vicina a una spiegazione osservativa. Grazie al telescopio spaziale Hubble della NASA, un gruppo internazionale di astronomi ha individuato la galassia MXDFz4.4, osservandone la luce ionizzante in un’epoca in cui si riteneva che il gas neutro dell’universo primordiale fosse ancora troppo denso per consentirne il rilevamento.
Lo studio, pubblicato il 23 giugno su The Astrophysical Journal, fornisce una nuova evidenza a sostegno dell’ipotesi secondo cui le giovani galassie abbiano avuto un ruolo determinante nel rendere progressivamente trasparente l’universo, trasformando il gas neutro che permeava il cosmo dopo il Big Bang.
Una finestra sull’Era della Reionizzazione
La galassia MXDFz4.4 viene osservata quando l’universo aveva circa 1,4 miliardi di anni, in una fase conclusiva dell’Era della Reionizzazione. Durante il primo miliardo di anni della storia cosmica, infatti, lo spazio intergalattico era dominato da idrogeno neutro, capace di assorbire la radiazione ultravioletta ad alta energia e impedire alla luce di propagarsi liberamente.
Con il tempo, la radiazione emessa dalle prime generazioni di stelle e galassie ha progressivamente ionizzato questo gas, trasformando un universo opaco in uno trasparente. Comprendere come questo processo sia avvenuto rappresenta da decenni uno degli obiettivi principali della cosmologia osservativa.
Secondo Ilias Goovaerts, ricercatore post-dottorato presso lo Space Telescope Science Institute (STScI) e autore principale dello studio, l’osservazione era considerata estremamente improbabile.
“Si riteneva impossibile osservare una galassia come questa. Hubble non solo ha individuato quella luce, ma ha anche contribuito a rivelare incredibili dettagli sulle caratteristiche della galassia.”
Una concentrazione estrema di giovani stelle favorisce la fuga della luce
Le osservazioni mostrano che MXDFz4.4 ospita un’intensa popolazione di stelle giovani, calde e massicce concentrate in una regione estremamente compatta.
Pur avendo una superficie circa 100 volte inferiore a quella della Via Lattea, la galassia forma nuove stelle a una velocità circa 10 volte superiore. Questa configurazione rende più efficace la produzione di radiazione ultravioletta ad alta energia e favorisce la fuoriuscita dei fotoni ionizzanti dal gas circostante.
I ricercatori stimano che tra il 50% e il 100% della luce ionizzante prodotta dalle giovani stelle riesca a sfuggire alla galassia, contribuendo alla ionizzazione del mezzo intergalattico.
Anche le esplosioni di supernova, generate dalla breve vita delle stelle più massicce, avrebbero favorito questo processo, creando canali attraverso i quali la radiazione poteva propagarsi nello spazio circostante.
Hubble, Webb e VLT ricostruiscono la storia della galassia
Il risultato è stato possibile grazie alla combinazione di osservazioni ottenute con tre grandi infrastrutture astronomiche.
Il telescopio spaziale Hubble ha rilevato la luce ultravioletta proveniente dalla galassia, resa osservabile oggi come luce visibile a causa dell’espansione dell’universo.
Il James Webb Space Telescope della NASA ha invece permesso di determinarne la massa, analizzare le popolazioni stellari più antiche e ricostruire la storia della formazione stellare, mostrando che gli episodi di nascita delle stelle sono avvenuti in più fasi.
I dati del Very Large Telescope (VLT) dell’Osservatorio Europeo Australe (ESO) hanno infine consentito di misurare con precisione la distanza della galassia e collocarla cronologicamente a 1,4 miliardi di anni dopo il Big Bang.
“Senza Webb, che ha chiarito ciò che abbiamo visto nelle immagini di Hubble, non avremmo potuto giungere a queste conclusioni”, ha spiegato Marc Rafelski, vice responsabile della missione Hubble presso lo STScI.
Un tassello in più per comprendere l’universo primordiale
Negli ultimi anni le osservazioni del James Webb Space Telescope avevano già mostrato che le prime galassie producevano energia sufficiente a ionizzare il gas circostante già circa 900 milioni di anni dopo il Big Bang. Rimaneva però aperta una domanda fondamentale: in che modo questa radiazione riuscisse effettivamente a fuoriuscire dalle galassie.
L’osservazione di MXDFz4.4 offre ora un indizio diretto sul meccanismo fisico che potrebbe aver alimentato l’Era della Reionizzazione, mostrando come un’intensa formazione stellare concentrata in regioni estremamente compatte possa facilitare la fuga della luce ionizzante.
Per gli astronomi non rappresenta una risposta definitiva, ma un nuovo punto di riferimento osservativo. Individuare altre galassie con caratteristiche analoghe consentirà di verificare se MXDFz4.4 costituisca un caso eccezionale oppure un esempio rappresentativo delle galassie che contribuirono a trasformare definitivamente l’universo da opaco a trasparente.
Fonte dati: NASA
Michelangelo Moles laureato magistrale in Corporate Communication e Media è specializzato nei temi della space economy e della blue economy, con particolare attenzione agli aspetti legati all’innovazione, alla comunicazione strategica e alla divulgazione dei nuovi modelli economici connessi al mare e allo spazio.
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