Gli astronomi hanno utilizzato il James Webb Space Telescope (JWST) per mappare la storia delle stelle in una galassia nana che ricorda le galassie che riempivano l’universo dopo il Big Bang. La ricerca pubblicata sull’Astrophysical Journal (rif.) potrebbe aiutare a comprendere meglio come sono cambiati i tassi di formazione stellare negli ultimi 13 miliardi di anni.
La galassia Wolf-Lundmark-Melotte
Il team, guidato dall’astronoma Kristen McQuinn, ha ingrandito la galassia Wolf-Lundmark-Melotte (WLM) con il James Webb per ottenere l’immagine più accurata finora di questo angolo isolato nel cosmo. Vicina alla Via Lattea, WLM si trova ai margini del gruppo locale a circa 3 milioni di anni luce di distanza. Sta attivamente formando stelle e ospita anche stelle antiche che si ritiene si siano formate circa 13 miliardi di anni fa, circa 800 milioni di anni dopo il Big Bang.
Poiché si ritiene che galassie di piccola massa come questa abbiano dominato l’universo primordiale, costituiscono un eccellente banco di prova per ricercatori come McQuinn che mirano a studiare i primi passi della formazione stellare. “Guardando così profondamente e vedendo così chiaramente, siamo stati in grado di tornare indietro nel tempo”, ha detto McQuinn.
“In pratica, stiamo intraprendendo una sorta di scavo archeologico per trovare le stelle di massa molto bassa che si formarono all’inizio della storia dell’universo”. La potenza osservativa del James Webb ha finalmente permesso agli astronomi di ingrandire queste deboli galassie come mai prima d’ora.
Piccole galassie grandi ricompense scientifiche
Le galassie di piccola massa come WLM sono deboli e diffuse nel cosmo e comprendono la maggior parte delle galassie del gruppo locale della Via Lattea. WLM tuttavia ha una posizione privilegiata nel gruppo locale a forma di manubrio. La sua esistenza ai margini di questo gruppo, l’ha mantenuta isolata e ha impedito che l’ influenza gravitazionale di altre galassie devastasse la sua popolazione stellare.
Questo, oltre al fatto che si tratta di un sistema dinamico e complesso, ricco di gas e polveri, rende WLM un obiettivo affascinante per gli astronomi. Per determinare la formazione stellare e la velocità con cui le stelle sono nate in epoche diverse, James Webb ha ingrandito zone contenenti centinaia di migliaia di singole stelle. Il team ha poi misurato i colori e la luminosità di queste stelle per determinarne l’età.
“Possiamo usare ciò che sappiamo sull’evoluzione stellare e ciò che questi colori e luminosità indicano per invecchiare le stelle della galassia”, ha detto McQuinn. I ricercatori si sono rivolti al cluster di calcolo ad alte prestazioni Amarel, per analizzare rapidamente i dati ottenuti dal telescopio James Webb. Ciò ha permesso di classificare le stelle di età diverse e quindi di tracciare il loro tasso di natalità nel corso della storia dell’universo. “Ciò che si ottiene è la sensazione di quanti anni ha la struttura che stiamo guardando”, ha detto McQuinn.
Le variazioni sulla produzione stellare
I ricercatori hanno osservato che la produzione di stelle variava in base ai dati. Dai dati del James Webb risulta che la galassia WLM produceva la maggior parte delle stelle in un periodo di 3 miliardi di anni, iniziato tra 2 e 5 miliardi di anni dopo il Big Bang. La formazione stellare venne interrotta prima di riprendere. Il ricercatore McQuinn attribuisce questa pausa a condizioni specifiche dell’universo primordiale.
“All’epoca l’universo era molto caldo. Pensiamo che la temperatura dell’universo abbia finito per riscaldare il gas in questa galassia e in un certo senso abbia interrotto la formazione stellare per un po’. Il periodo di raffreddamento è durato alcuni miliardi di anni, quindi successivamente la formazione stellare è ripresa.”
Inoltre, McQuinn ritiene che il grande sforzo di calcolo del cluster di calcolo ad alte prestazioni Amarel, nel calibrare ed elaborare i dati di James Webb per raggiungere questi risultati, dimostri diverse procedure di elaborazione che potrebbero avvantaggiare la comunità scientifica in futuro e non solo per il campo astrofisico.
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