Galassie più piccole e universo primordiale
Dove si trovano le galassie più piccole? Uno studio recente suggerisce che nell’universo primordiale potrebbero non essercene così tante come dovrebbero, il che ha grandi implicazioni per la storia dell’evoluzione del nostro universo.
Ipotesi consolidate sulla popolazione galattica
Per anni, gli astronomi hanno studiato a fondo la storia profonda del cosmo, dando per scontato che, se avessero osservato con sufficiente attenzione, avrebbero trovato una riserva pressoché infinita di minuscole e fioche galassie rannicchiate nell’oscurità. Hanno pensato che, più piccola era la galassia, più ce ne sarebbero dovute essere.
Il nuovo studio e il censimento cosmico
Ma un nuovo studio condotto da Xuheng Ma, ricercatore presso l’Università del Wisconsin, suggerisce che il nostro censimento cosmico potrebbe mancare di qualcosa. Nello studio, recentemente pubblicato sul database di preprint arXiv, Ma e colleghi presentano prove che il motivo per cui non vediamo così tante di queste piccole galassie come previsto è che potrebbero essere in via di scomparsa. I loro risultati suggeriscono che potremmo dover riconsiderare il modo in cui il nostro universo è emerso dai ” secoli bui cosmici “.
Per trovare questi sfuggenti frammenti della spazzatura galattica, il team si è rivolto a un colosso chiamato Abell 2744. Questo enorme ammasso di galassie è un brulicante alveare di materia oscura e stelle, così pesante da deformare letteralmente il tessuto dello spazio-tempo. Questo effetto, chiamato lente gravitazionale, agisce come un telescopio naturale, dove la gravità piega la luce proveniente da oggetti più distanti, allungandoli e rendendoli più luminosi, rendendoli visibili ai nostri strumenti.
Le osservazioni con il James Webb Space Telescope
Utilizzando i dati del programma UNCOVER del James Webb Space Telescope (JWST), il team ha osservato attraverso questa lente le galassie risalenti all’alba dei tempi, in particolare a un periodo noto come epoca della reionizzazione (circa 12-13 miliardi di anni fa).
Le prime stelle e la reionizzazione
Fu un’epoca di trasformazione. Le prime stelle e galassie inondavano l’universo di luce ultravioletta e strappavano elettroni agli atomi di idrogeno nel brodo di gas circostante. Gli astronomi sospettavano da tempo che le galassie più piccole e deboli fossero i motori principali di questo cambiamento. Erano i “piccoli motori in grado di farlo”, fornendo la maggior parte della radiazione necessaria a diradare la nebbia cosmica.
Funzione di luminosità e nuovi risultati
Ma poi, i dati ci hanno spiazzato. Di solito, quando i ricercatori contano galassie di diversa luminosità, usano uno strumento chiamato funzione di luminosità, che è essenzialmente un grafico a barre cosmico che mostra quante galassie luminose esistono rispetto a quelle deboli. Studio dopo studio in tutto l’universo, il grafico continuava a procedere in un’unica direzione: ci sono più galassie piccole e deboli che galassie più grandi e luminose. Ma Ma e il suo team, utilizzando sofisticati modelli di lenti gravitazionali, hanno scoperto qualcosa di diverso. Invece di continuare a salire, i numeri hanno raggiunto un picco e poi hanno iniziato a scendere.
Soppressione delle estremità deboli
Questa tendenza, chiamata soppressione delle estremità deboli, implica che al di sotto di una certa luminosità, la popolazione di galassie inizia a diradarsi. Non ci sono così tante piccole galassie come previsto dalle vecchie teorie.
Implicazioni cosmologiche
Allora, perché questi piccoli esseri sono scomparsi? Probabilmente si tratta di un caso di bullismo cosmico. Nell’universo primordiale, l’intensa radiazione delle prime grandi stelle potrebbe aver riscaldato il gas circostante a tal punto che le piccole galassie di piccola massa non sarebbero riuscite a trattenerlo, propone il nuovo studio; le galassie non avrebbero letteralmente potuto assorbire abbastanza gas per formare nuove stelle. Senza stelle, sarebbero rimaste al buio. In sostanza, sarebbero diventate fantasmi.
Limiti dello studio e prospettive future
I risultati dipendono in larga misura dalla nostra comprensione della lente gravitazionale (l’ ammasso Abell 2744). Se la mappa della materia oscura in quell’ammasso elaborata dal team fosse anche solo leggermente errata, i loro calcoli su quante galassie lontane siano nascoste lì potrebbero essere errati. Ma l’analisi in questo articolo suggerisce che il turnover è reale e che le piccole galassie vengono soppresse.
Questo ci lascia con un piccolo problema. Se queste galassie ultradeboli mancano, non possono essere quelle che svolgono tutto il lavoro pesante durante l’epoca della reionizzazione, quella fase cruciale nella storia dell’universo in cui sorgenti luminose ed energetiche trasformano il gas del cosmo da una zuppa fredda e neutra nel plasma caldo e ionizzato che è oggi. Potremmo dover guardare indietro alle galassie leggermente più grandi e più consolidate per spiegare come l’universo sia diventato trasparente.
Successivamente, avremo bisogno di più ammassi e più lenti per verificare se questa tendenza si mantiene in tutto il cielo. Con più dati dal JWST e dalle prossime survey, scopriremo se si tratta di una stranezza locale o di una regola fondamentale del cosmo. Per ora, l’universo primordiale sembra un po’ più vuoto – e molto più interessante – di quanto pensassimo.
Fonte: Space.com
Redazione Economia dello Spazio Magazine
