Le galassie massicce si sono formate nell'universo neonato
Le nuove galassie identificate hanno una massa da cinque a 10 volte quella della Via Lattea e si sarebbero formate quando l'universo aveva da 1,5 a 2 miliardi di anni
Alcune delle galassie più massicce dell'universo si sono formate miliardi di anni prima di quanto ritenuto finora sulla base dei modelli fisici, secondo un nuovo sorprendente studio svoltosi presso la Tufts University, i cui risultati sono apparsi sulla rivista Astrophysical Journal.
"Abbiamo trovato un numero relativamente elevato di galassie molto massicce ed estremamente luminose, che esistevano circa 12 miliardi di anni fa, quando l'universo era ancora molto giovane, cioè di un'età di circa 1,5 miliardi di anni", ha spiegato Danilo Marchesini, primo autore dell'articolo. "Questi risultati sono apparentemente in disaccordo con le più recenti previsioni basate sui modelli di formazione ed evoluzione delle galassie, che difficilmente possono riprodurre queste osservazioni."
Le nuove galassie identificate hanno una massa da cinque a 10 volte quella della Via Lattea e appartengono a un gruppo di oggetti che viene osservato con un redshift compreso tra 3 e 4, corrispondente a un'età in cui l'universo aveva da 1,5 a 2 miliardi di anni.
Ma i ricercatori hanno fatto un'altra scoperta sorprendente: più dell'80 per cento di queste galassie massicce mostra una luminosità infrarossa molto elevata, il che indica che esse sono estremamente attive e molto probabilmente in una fase d'intensa crescita. Per contro, le stelle massicce nell'universo locale sono quiescenti e non formano affatto stelle.
I ricercatori sottolineano che esistono due possibili cause di questa luminosità: le nuove stelle possono essere in fase di formazione nei burst avvolti dalle polveri interstellari a tassi di alcune migliaia di masse solare all'anno.
Tale valore è da decine a centinaia di volte maggiore del tasso stimato in base al modello della distribuzione spaziale di energia (SED). In alternativa, l'alta luminosità infrarossa potrebbe essere dovuta a nuclei galattici attivi altamente oscurati (AGN), costituiti da materia che si aggrega a un ritmo straordinario su buchi neri supermassici posti nei centri galattici.
Ma c'è una possibile spiegazione in grado di riconciliare almeno parzialmente le osservazioni con le densità previste dal modello. I redshift di queste galassie massicce, e quindi le loro distanze, erano determinate in base al modello SED e non sono stati confermati spettroscopicamente. Ma le misurazioni del modello SED sono intrinsecamente meno accurate di quelle spettroscopiche. Queste "incertezze sistematiche" nella determinazione delle distanze di queste galassie potrebbe ancora permettere un accordo approssimato tra osservazioni e previsioni modellistiche.
Se si suppone che la metà delle galassie massicce sia più vicina, con un redshift pari a 2,6 - corrispondente ad un universo più vecchio, di 2,5 miliardi di anni - e che la polvere assorba la luce emessa alle lunghezze d'onda ottiche e nell'ultravioletto, allora il disaccordo tra osservazioni e previsioni modellistiche diventa solo marginalmente significativo.
Tuttavia, la scoperta dell'esistenza di queste galassie massicce, contenenti una grande quantità di polveri e molto vecchie con redshift di 2,6 sarebbe di per sé già una scoperta notevole. Una simile popolazione di galassie non è mai stata osservata finora.
