Galassie più brillanti del previsto per la reionizzazione
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Il telescopio spaziale Spitzer, tramite una immagine ultra-profonda, consente di verificare come le galassie primordiali possano aver contribuito notevolmente alla reionizzazione dell'universo


Fonte S De Barros et al. The GREATS Hβ+[O III]Luminosity Function and Galaxy Properties at z∼8: Walking the Way of JWST, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (2019)


Il Deep-Field di Hubble Space Telescope e di Spitzer Space Telescope. Crediti NASA
Il Deep-Field di Hubble Space Telescope e di Spitzer Space Telescope. Crediti NASA

Alcune galassie dell'universo primordiale, secondo i dati di Spitzer Space Telescope, sono più brillanti rispetto alle attese il che implica come proprio queste galassie possano aver emesso una radiazione tanto alta da contribuire notevolmente alla reionizzazione dell'universo, in un risultato che va ad affiancarsi all'articolo recentissimo sulle supernovae asimmetriche.

Le galassie osservate risalgono a una età dell'universo inferiore al miliardo di anni e i dati mostrano come nella radiazione infrarossa le galassie siano considerevolmente più brillanti di quanto previsto. Si tratta della prima conferma del fenomeno per un campione di galassie molto ampio, il che implica come non si stia parlando di una determinata classe di galassie ma della generalità delle stesse. 

Nessuno conosce in quale momento della storia cosmologica si siano accese le prime stelle ma le evidenze portano a ritagliare un range tra 100 e 200 milioni dopo il Big Bang , quando l'universo era pieno di gas di idrogeno neutro che iniziò a collassare in stelle dando vita, poi, alle prime galassie. Un miliardo di anni dopo il Big Bang, però, l'universo cambia: gli elettroni vengono strappati all'idrogeno neutro in un processo noto come ionizzazione: questa epoca della "Reionizzazione" è ben documentata ma ancora non è noto quali siano le componenti di radiazione che principalmente possano aver determinato questa fase. La radiazione più lunga ha attraversato l'universo in maniera tranquilla ma la radiazione più energetica è stata bloccata dagli atomi di idrogeno neutro e la collisione ha prodotto la ionizzazione dell'universo.

Da dove proveniva questa radiazione è mistero. Spitzer ha osservato due regioni di cielo per più di duecento ore ciascuna consentendo di collezionare luce antichissima, risalente a 13 miliardi di anni fa, nell'ambito della campagna osservativa GREATS (GOODS Re-ionization Era wide-Area Treasury from Spitzer). Tramite queste immagini profonde sono state osservate 135 galassie distanti, tutte particolarmente brillanti in infrarosso prodotto dalla radiazione ionizzante che interagisce con idrogeno e ossigeno presenti nelle galassie. Questo implica come anche queste galassie siano dominate da stelle massive e giovani composte principalmente di idrogeno e elio. Non si tratta delle primissime stelle dell'universo, ma sono comunque molto molto antiche. La Reionizzazione non è stato un evento istantaneo e così i risultati non portano a un risultato netto ma a un avvicinamento ai processi coinvolti.

Lo specchio di Spitzer è grande poco più di un hula-hop, quindi risultati più dettagliati sono attesi dal futuro James Webb Telescope.