Un recente studio pubblicato su Nature ha rivelato una scoperta che sta suscitando grande interesse nella comunità scientifica: il telescopio spaziale James Webb ha rilevato un segnale luminoso proveniente dalla galassia JADES-GS-z13-1, situata a 330 milioni di anni dal Big Bang. Questa osservazione sfida le attuali teorie cosmologiche, poiché la galassia non avrebbe dovuto essere visibile in quel periodo dell’universo.
La scoperta della galassia JADES-GS-z13-1
La galassia JADES-GS-z13-1 è stata osservata com’era poco dopo il Big Bang, quando l’universo era ancora avvolto da una densa nebbia di idrogeno neutro. Nonostante ciò, gli strumenti del telescopio Webb hanno registrato un’emissione intensa di Lyman-α, una luce generata dagli atomi di idrogeno. Questo evento è sorprendente perché secondo le teorie attuali l’universo primordiale non avrebbe dovuto permettere la visibilità di tale emissione.
Subito dopo il Big Bang, l’universo era composto principalmente da atomi di idrogeno neutro che bloccavano la radiazione ultravioletta. Solo centinaia di milioni di anni più tardi si verificò l’epoca della reionizzazione: con la nascita delle prime stelle e galassie, questi atomi iniziarono a ionizzarsi e lo spazio divenne trasparente alla luce. Tuttavia, JADES-GS-z13-1 sembra esistere prima che questo processo fosse completato.
Kevin Hainline dell’Università dell’Arizona descrive questa situazione come se “un faro potentissimo riuscisse a bucare una fitta nebbia molto prima del previsto.” Questa analogia evidenzia quanto sia straordinaria questa scoperta nel contesto delle conoscenze attuali sull’evoluzione dell’universo.
Dettagli sull’emissione luminosa
Il team guidato da Joris Witstok ha utilizzato lo spettrografo NIRSpec del telescopio Webb per confermare la distanza della galassia attraverso un redshift pari a 13.0. Il vero colpo di scena è stato rappresentato dall’intensità della linea Lyman-α osservata: “Secondo i modelli attuali,” afferma Roberto Maiolino, co-autore dello studio e professore presso Cambridge e University College London, “quella luce non avrebbe dovuto attraversare la nebbia cosmica così presto nella storia dell’universo.”
Questa emissione solleva interrogativi su come possa essersi fatta strada attraverso il gas neutro presente nell’universo primordiale. Gli scienziati stanno considerando due ipotesi principali per spiegare questo fenomeno.
La prima possibilità suggerisce che intorno alla galassia ci sia una “bolla” creata da stelle massicce e luminose delle prime generazioni; queste stelle avrebbero potuto ionizzare l’idrogeno circostante rendendo possibile l’emissione luminosa osservata.
La seconda ipotesi propone invece che un nucleo galattico attivo , alimentato da uno dei primi buchi neri supermassicci presenti nell’universo giovane, potrebbe aver fornito l’energia necessaria per ionizzare il materiale circostante.
Implicazioni per lo studio dell’università primordiale
Questa scoperta fa parte del progetto JWST Advanced Deep Extragalactic Survey , uno dei programmi principali del telescopio James Webb dedicati all’esplorazione delle origini dell’universo. Grazie alla sua capacità unica nel campo degli infrarossi, Webb consente agli astronomi di scrutare più lontano nel tempo rispetto ad altri strumenti precedenti come Hubble.
Peter Jakobsen, ex scienziato coinvolto nel progetto NIRSpec, sottolinea come le ricerche condotte con Hubble avevano già dimostrato potenzialità nell’osservazione delle galassie distanti; tuttavia ciò che sta emergendo grazie al telescopio Webb sulla natura delle prime stelle e buchi neri supera ogni aspettativa preesistente.
Le implicazioni scientifiche derivanti dall’osservazione della JADES-GS-z13-1 potrebbero contribuire significativamente alla comprensione dei processi formativi nelle fasi iniziali dell’universo e alle condizioni ambientali in cui si sono sviluppate le prime strutture cosmiche.