Le ‘stelle nascoste’ suggeriscono che le galassie lontane siano molto più massicce di quanto appaiono

Gli astronomi hanno scoperto che le galassie più massicce dell’universo primordiale contengono molte più stelle piccole del previsto. Di conseguenza, queste prime galassie erano probabilmente molto più massicce di quanto suggerissero le misurazioni iniziali.

 

 

Un team internazionale di ricercatori guidato da scienziati dell’Università di Leiden ha sfruttato il James Webb Space Telescope (JWST) per fare questa scoperta.

Il team ha studiato nove galassie massicce e mature che hanno cessato di formare stelle miliardi di anni fa, combinando spettri JWST estremamente profondi con precedenti osservazioni a terra del Very Large Telescope.

I ricercatori hanno utilizzato queste osservazioni per determinare in modo affidabile le proporzioni di piccole stelle deboli e di stelle giganti e luminose presenti in galassie così distanti per la prima volta.

Per ottenere queste misurazioni, gli astronomi suddividono la luce di una galassia in uno spettro, in cui sottili differenze di colore rivelano i tipi di stelle all’interno della galassia.

Questo spettro è tipicamente dominato da stelle massicce e luminose, rendendo le stelle molto più deboli e a bassa massa estremamente difficili da rilevare.

“Se una galassia fosse una città, le stelle più luminose sarebbero i grattacieli che attirano immediatamente la tua attenzione da lontano”, afferma l’autrice principale Chloe Cheng (Università di Leiden), che ha conseguito il dottorato a giugno in parte grazie a questa ricerca.

“I nostri modelli dimostrano che una popolazione molto più numerosa di stelle di bassa massa è nascosta da quelle rare e luminose stelle, come case nascoste tra grattacieli. Di conseguenza, questa galassia si rivela molto più massiccia di quanto suggerissero le stime precedenti.”

Per stimare la massa invisibile intrappolata in piccole stelle deboli, storicamente gli astronomi hanno supposto che le stelle si siano formate in proporzioni più o meno uguali in tutto l’universo.

Questi nuovi risultati mettono in discussione questa ipotesi e mostrano che le galassie più massicce dell’universo primordiale contengono una frazione molto maggiore di stelle a bassa massa rispetto a galassie meno massicce, come la nostra Via Lattea. Per una delle galassie nel campione, l’effetto è particolarmente sorprendente.

Quella galassia probabilmente si è formata meno di un miliardo e mezzo di anni dopo il Big Bang e potrebbe essere fino a quattro volte più massiccia di quanto indicato dalle stime precedenti.

“Fino a poco tempo fa, misurazioni come queste erano semplicemente impossibili”, afferma la coautrice Martje Slob (Università di Leiden).

“Avevamo bisogno non solo di un telescopio capace di ingrandire galassie molto lontane, ma anche di spettri di qualità eccezionale e di nuove tecniche di analisi per rilevare in modo affidabile le sottili firme di stelle deboli e di bassa massa nascoste all’interno di questi titani cosmici.”

Questa scoperta ha implicazioni cruciali per la nostra comprensione dell’universo primordiale. Dal lancio del JWST, gli astronomi hanno trovato galassie sorprendentemente massicce e mature che esistevano già poco dopo il Big Bang.

Questi nuovi risultati suggeriscono che queste galassie erano probabilmente ancora più massicce di quanto inizialmente riportato.

I modelli di formazione delle galassie devono ora spiegare come quantità così vaste di piccole stelle possano essersi formate così presto nella storia dell’universo.

“Questo risultato mostra che nelle stelle a bassa massa è nascosta molta più massa di quanto si pensasse”, afferma Mariska Kriek (Università di Leiden), che ha guidato la ricerca.

“Questo ha conseguenze per molte aree dell’astronomia. Ad esempio, poiché molti pianeti orbitano attorno a stelle di bassa massa, questo potrebbe persino indicare che si sono formati più pianeti nell’universo primordiale di quanto avessimo precedentemente pensato.”

Nei prossimi anni, i ricercatori prevedono di applicare il loro metodo a galassie ancora più antiche. Così facendo, sperano di avvicinarsi all’epoca in cui si formarono le prime generazioni di stelle e galassie.