Scoperta la galassia più distante mai osservata a 13,1 miliardi di anni luce

L’astronomo Steven Finkelstein dell’Università del Texas e il suo team hanno scoperto e misurato la distanza della galassia più distante mai trovata. La galassia è stata catturata com’era solo dopo 700 milioni di anni dal Big Bang, l’evento da cui il nostro universo ha avuto inizio.

Le osservazioni con il telescopio Hubble della NASA hanno identificato molte altre galassie nell’universo primordiale, tra cui alcune che potrebbero forse essere ancora più lontane, ma questa galassia – precisano i ricercatori – è la più lontana e la più antica ad essere confermata anche a un altro telescopio, il Keck I, uno dei grandi telescopi terrestri in funzione. Il risultato è stato pubblicato il 24 ottobre della rivista Nature.

“Vogliamo studiare le galassie lontane per imparare come esse cambiano col tempo, perché questo ci aiuta a capire come la Via Lattea si è creata”, ha detto Finkelstein.

Questo è ciò che rende questa galassia così lontana tanto eccitante, dicono i ricercatori. “Abbiamo avuto un assaggio delle condizioni dell’Universo quando aveva appena il 5% della sua attuale età, che è di 13,8 miliardi di anni”, ha detto Casey Papovich del Texas A & M University, l’autore dello studio.

Gli astronomi possono studiare come le galassie si evolvono perché la luce viaggia a una certa velocità, circa 300.000 chilometri al secondo. Così, quando guardiamo gli oggetti lontani, li vediamo come apparivano nel passato. Gli astronomi in questo modo possono spingere le loro osservazioni non solo nello spazio, ma anche indietro nel tempo.

Finkelstein aggiunge: “Prima di poter effettuare forti conclusioni su come le galassie si sono evolute, bisogna essere sicuri che si sta guardando davvero una galassia così lontana”.

E’ per questo che è importante una conferma da un secondo telescopio. Questo significa che gli astronomi devono impiegare i metodi più rigorosi per misurare la distanza di queste galassie, per capire a quale epoca dell’universo appartengono.

Squadra di Finkelstein ha selezionato questa galassia e decine di altre (per la precisione 43)  tra le circa 100.000 galassie scoperte da Hubble.

Il team ha utilizzato il telescopio Keck I nelle Hawaii, uno dei più grandi telescopi ottici/infrarossi del mondo, per misurare il redshift della galassia designata z8_GND_5296 a 7,51, il più alto redshift di una galassia mai confermato. Il redshift significa che la luce che osserviamo oggi di questa galassia proviene da soli 700 milioni di anni dopo il Big Bang.

Keck I è stato dotato del nuovo strumento MOSFIRE, che ha reso possibile la misurazione, ha detto Finkelstein. “Lo strumento non solo è sensibile, ma può guardare più oggetti alla volta.”

Finkelstein ha spiegato che la seconda caratteristica ha permesso ai ricercatori di osservare le 43 galassie in sole due notti al Keck I, e di ottenere osservazioni di qualità superiore a quelle possibili in qualsiasi altro luogo.

I ricercatori sono in grado di valutare con precisione le distanze delle galassie misurando una caratteristica di un elemento onnipresente, l’idrogeno, che emette brillantemente nelle galassie lontane. E’ rilevato in quasi tutte le galassie più vecchie di un miliardo di anni (dal Big Bang), ma più ci si avvicina all’inizio conosciuto dell’Universo, più la riga di emissione dell’idrogeno, per qualche motivo, diventa sempre più difficile da osservare.

Delle 43 galassie osservate con MOSFIRE, la squadra di Finkelstein rilevato questa riga (chiamata funzione Lyman alfa) solo in una galassia. “Siamo stati entusiasti di vedere questa galassia”, ha detto Finkelstein. “Ma la domanda successiva è stata: ‘Perché non abbiamo visto la stessa cosa nelle altre?'”.

I ricercatori sospettano che le altre galassie siano concentrate in un’epoca in cui l’universo ha fatto una transizione da uno stato opaco, in cui la maggior parte del gas di idrogeno tra le galassie era neutro, ad uno stato traslucido in cui la maggior parte dell’idrogeno viene ionizzato (chiamata l’era di ri-ionizzazione ). Quindi, non è necessariamente vero che galassie più  lontane non ci sono. Potrebbe essere che sono nascoste dal rilevamento dietro un muro di idrogeno neutro, che blocca il segnale di Lyman alpha ai nostri occhi.

Anche se gli astronomi hanno rilevato solo una galassia dal loro campione proveniente da Hubble, la scoperta è comunque in sé straordinaria. Le osservazioni del team hanno infatti dimostrato che la galassia z8_GND_5296 sta formando stelle molto rapidamente – producendo stelle ad un ritmo 150 volte più veloce rispetto alla nostra galassia Via Lattea. Questa nuova distanza  si trova nella stessa parte del cielo del precedente detentore del record (che aveva un redshift 7,2).