Galassie giovani contengono una chimica inaspettata

Crediti: NASA, ESA, J. Richard (CRAL) and J.-P. Kneib (LAM). Foto: Marc Postman (STScI)

Un team internazionale di astronomi, sfruttando la luce breve ma intensa di un’esplosione distante di raggi gamma (un cosiddeto gamma burst) ha osservato una coppia di galassie molto lontane. Sorprendentemente le osservazioni, effettuate con il telescopio dell’ESO (Osservatorio Europeo Meridionale), hanno rilevato che due galassie nell’ Universo sono più ricche del Sole per quanto riguarda gli elementi chimici più pesanti. Si ipotizza anche che le galassie stiano per unirsi. Queste circostanze potrebbero condurre alla formazione di nuove stelle e potrebbero innescare esplosioni di raggi gamma.

Le esplosioni di raggi gamma sono le più luminose dell’Universo. L’esplosione iniziale  viene prima  individuata dagli osservatori orbitanti. Dopo che le loro posizioni vengono identificate, diventano subito oggetto di studio di grandi telescopi  posizionati sulla Terra in grado di analizzare la luce visibile e i bagliori che le esplosioni emettono nelle ore e nei giorni successivi.  L’esplosione in questione, chiamata GRB 090323, è stata individuata prima dal Fermi Gamma-ray Space Telescope della NASA, successivamente è divenuta oggetto del X-ray detector del satellite Swift e del sistema GROND del telescopio MPG/ESO in Cile, per poi essere studiata nel dettaglio dal Very Large Telescope dell’ESO il giorno successivo all’esplosione.

Le osservazioni del VLT mostrano che la luce proveniente dall’esplosione è passata attraverso la stessa galassia in cui è avvenuta l’esplosione e in un’altra vicina. Queste galassie sono molto distanti e vengono raramente catturate grazie al bagliore dell’esplosione dei raggi gamma.

“Durante lo studio non avevamo idea di cosa avremmo scoperto. Il gas freddo delle due galassie ha dato prova della loro sorprendente natura chimica’ spiega Sandra Savaglio (Max-Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Garching, in Germania) autrice dello studio. ‘Le due galassie contengono una quantità di elementi pesanti mai notata prima in una galassia così recente. Non ci aspettavamo che l’Universo fosse talmente maturo e chimicamente evoluto già così presto.”

Quando la luce dell’esplosione dei raggi gamma ha attraversato le galassie, il gas è diventato una sorta di filtro e ha assorbito parte della luce a certe lunghezze d’onda. Senza l’esplosione non sarebbe stato possibile vedere queste galassie fioche.  Tramite un’ analisi meticolosa il team è stato capace di rivelare la composizione di queste galassie remote e in particolare di scoprire quanto queste siano ricche di elementi chimici pesanti.

Ci si aspetta che le galassie che si trovano nell’Universo più recente abbiano una quantità modica di elementi pesanti. Questi ultimi infatti sono il prodotto della formazione e distruzione di stelle, che gradualmente arricchiscono di gas le galassie.   Gli astronomi utilizzano l’arricchimento chimico delle galassie per stimarne la distanza tramite il loro arco vitale. Ma le nuove osservazioni, sorprendentemente, rivelano che alcune galassie erano già molto ricche di elementi pesanti meno di due miliardi di anni dopo il Big Bang. Qualcosa di impensabile fino a poco tempo fa.

“Abbiamo avuto la fortuna di osservare GRB 090323 nel momento in cui era sufficientemente luminosa, così è stato possibile ottenere dei risultati dettagliati. Le esplosioni dei raggi gamma rimangono folgoranti per periodi molto brevi, ottenere quindi dati di buona qualità è davvero difficile. Speriamo di osservare nuovamente queste galassie quando avremo strumenti molto più sensibili”, conclude Savaglio.