Le prime galassie dell’universo hanno iniziato a produrre e redistribuire elementi peschi già a circa 500 milioni di anni dal Big Bang, come rivelato da osservazioni del telescopio spaziale James Webb. Questi dati, pubblicati su Nature Astronomy, mostrano che ossigeno, carbonio e silicio erano già presenti nel gas associato a tre galassie lontane, quando l’universo aveva appena qualche centinaio di milioni di anni. La scoperta rivela un processo di arricchimento chimico iniziato molto prima del previsto, con implicazioni significative per la comprensione della formazione delle stelle e della struttura dell’universo.
Un ciclo di feedback stellare in atto
Le osservazioni del telescopio James Webb hanno rivelato che il gas arricchito di elementi peschi si muove verso di noi a velocità comprese tra 50 e 250 chilometri al secondo. Questa configurazione suggerisce che il materiale sta uscendo dalla galassia sul lato rivolto verso l’osservatore, un fenomeno compatibile con processi come le esplosioni di supernove o i venti stellari. Questi eventi, insieme alla radiazione stellare, fanno parte del cosiddetto feedback stellare, un meccanismo che trasferisce energia e materia all’interno e intorno alle galassie.
Il gas osservato mostra diversi stati di ionizzazione, ma le diverse fasi sembrano muoversi insieme, indicando un processo organizzato. Tuttavia, le osservazioni non permettono di stabilire con certezza quale meccanismo sia all’origine del movimento, né se si tratti di un unico processo o di diversi fenomeni in gioco. Questo lascia aperte molte domande, ma conferma che le prime galassie non stavano solo producendo elementi peschi: avevano già iniziato a redistribuirli nell’ambiente circostante.
Le prime stelle e la loro contribuzione
Le prime stelle dell’universo, note come Popolazione III, si formarono da gas privo di elementi peschi e potrebbero essere state le prime a iniziare l’arricchimento chimico. Tuttavia, gli autori dello studio suggeriscono che anche le stelle della Popolazione II, più massicce, potrebbero aver contribuito rapidamente alla produzione di ossigeno, carbonio e silicio. Questo indica che diverse generazioni di stelle potrebbero aver giocato un ruolo nella formazione degli elementi osservati.
Il processo di redistribuzione di gas arricchito è parte del ciclo barionico, un ciclo continuo di movimento di materia e energia all’interno e tra le galassie. Nelle tre galassie osservate, alcuni degli ingredienti di questo ciclo erano già presenti nelle prime centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang, prima che la reionizzazione fosse completata. Questo conferma che l’arricchimento chimico e la redistribuzione di materia avvenivano molto prima del previsto, portando a una comprensione più precisa della storia dell’universo. Le osservazioni del James Webb, basate su dati delle simulazioni cosmologiche Fire-2, hanno permesso di identificare le righe di assorbimento nel gas, rivelando la presenza di elementi peschi in stati diversi. Questi dati, ottenuti grazie alla luce intensa delle galassie osservate, hanno reso possibile la scoperta di un fenomeno che ha cambiato la nostra visione del primo periodo dell’universo.
- Le prime galassie iniziarono a produrre e redistribuire elementi peschi a circa 500 milioni di anni dal Big Bang.
- Il movimento del gas arricchito suggerisce processi come le esplosioni di supernove e i venti stellari.
- Le stelle della Popolazione III e II potrebbero aver contribuito alla produzione di elementi osservati.
- Questi dati rivelano un ciclo barionico in atto molto prima del previsto.
