La scoperta di una nuova galassia fredda a forma di disco rotante potrebbe rappresentare una svolta negli studi sull’origine dell’Universo
Secondo la scienza il nostro universo è emerso circa 13,8 miliardi di anni fa. Successivamente si formarono le prime stelle e le prime galassie anche se non si sa ancora quando si sono formate esattamente. Un enigma che gli astronomi stanno cercando di risolvere da decenni. Oggi una nuova scoperta pubblicata sulla rivista Nature potrebbe però rappresentare una svolta per capire il processo di formazione di una galassia. Si chiama DLA0817g – soprannominato il Wolfe Disk – una galassia a disco fredda, rotante e ricca di gas con una massa pari a circa 72 miliardi di volte quella del nostro Sole. Si tratta del primo disco galattico a disco rotante che gli astronomi hanno individuato e la sua stessa esistenza potrebbe agevolare la nostra comprensione della formazione della galassia nell’universo primordiale.
La teoria sulla formazione delle galassie
La maggior parte delle galassie dell’Universo primordiale si presentano con una composizione caotica con stelle che si muovono in modo disordinato e temperature piuttosto elevate. Secondo gli astronomi tutto ciò è dovuto al fatto che queste galassie sono cresciute collidendosi e fondendosi con altre galassie, un processo caldo e disordinato. “La maggior parte delle galassie che troviamo nelle prime fasi dell’Universo assomigliano a disastri ferroviari perché sono state oggetto di una fusione coerente e spesso violenta “ ha raccontato l’astronomo Marcel Neeleman del Max Planck Institute for Astronomy in Germania. “Queste fusioni a caldo rendono difficile formare dischi ben ordinati, rotanti a freddo, come osserviamo nel nostro attuale Universo.”
Il ruolo della materia oscura
In questo scenario, ci vuole molto tempo affinché le galassie si raffreddino e si appianino nelle galassie diventando dischi rotanti più ordinati come la Via Lattea. Generalmente possono essere osservate solo circa 4-6 miliardi di anni dopo il Big Bang. Questa è la modalità “calda” della formazione della galassia. Ma gli astronomi avevano anche previsto e simulato una modalità “fredda”. Per comprendere la formazione di una galassia si deve partire dal brodo primordiale, un plasma ionizzato di quark-gluone che riempiva l’Universo prima della formazione della materia. Per passare da questo plasma omogeneo a un universo pieno di corpi, gli astrofisici hanno eseguito simulazioni che dimostrerebbero come la materia oscura abbia svolto un ruolo di primo piano.
Il ruolo della materia oscura
Non sappiamo cos’è la materia oscura. Non possiamo rilevarlo direttamente, ma interagisce gravitazionalmente con la materia normale. Aiuta a tenere insieme le galassie e oggi si pensa che potrebbe essere cruciale per la loro formazione. Le simulazioni di supercomputer hanno dimostrato che un’enorme rete di materia oscura nell’universo primordiale avrebbe potuto facilitare la formazione di galassie fantastiche. Se il gas fosse stato freddo all’inizio, avrebbe potuto essere immesso lungo i filamenti della rete nei grumi di materia oscura, accumulandosi in grandi galassie a dischi ordinate. Ma l’unico modo per confermare questo modello è attraverso opportune osservazioni. Per questo motivo i ricercatori hanno di scoprire i modelli utilizzando la la luce di galassie lontane, chiamate quasar.
Cosa si è scoperto
Le galassie distanti sono molto difficili da vedere, ma i quasar sono tra gli oggetti più luminosi nell’Universo. Il team di ricercatori ha sfruttato le potenzialità del telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) verso questi lontani quasar, alla ricerca di firme luminose che mostrassero il passaggio di una galassia piena di gas. E questa prova che hanno cercato da tantissimi anni adesso è stata trovata. La luce di uno dei quasar è passata attraverso una regione ricca di idrogeno, la firma del Disco Wolfe. La luce su un lato del disco è apparsa compressa e colorata di blu. Mentre la luce dall’altra parte è apparsa allungata o spostata verso il rosso, allontanandosi da noi. Da ciò si è compreso che l’oggetto stava ruotando.
E’ stata anche calcolata la velocità di rotazione della galassia: circa 272 chilometri al secondo. Si pensa che il Wolfe Disk non sia unico nel suo genere. “Il fatto che abbiamo trovato il Wolfe Disk usando questo metodo, ci dice che appartiene alla normale popolazione di galassie presenti fin dai primi tempi in cui si sono formate le galassie” ha precisato Neeleman. “Quando le nostre più recenti osservazioni con ALMA hanno sorprendentemente dimostrato che sta ruotando, ci siamo resi conto che le galassie a dischi rotanti precoci non sono così rare come pensavamo e che dovrebbero essercene molte di più.” Questi studi ovviamente proseguiranno e non si escludo altri colpi di scena nel processo di conoscimento della formazione dell’universo primordiale.
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