Il nostro universo complesso - pieno zeppo di galassie, buchi neri e quasar - non è apparso solo dopo il Big Bang. Per decine di milioni di anni, l'universo era una distesa oscura, piena di idrogeno ionizzato ed elio. Ma ad un certo punto - i ricercatori non sono sicuri di quando - questi gas vorticosi hanno acceso le prime stelle. È un periodo noto come Cosmic Dawn.
Ora, come riferisce Jonathan Amos alla BBC, gli scienziati hanno trovato tracce di alcune di quelle prime stelle, suggerendo che facessero l'occhiolino alla vita circa 250 milioni di anni dopo il Big Bang.
Come riporta Ethan Siegal a Forbes, la nostra attuale generazione di telescopi, come il telescopio spaziale Hubble, non è in grado di scrutare le profondità più profonde dello spazio e del tempo. La galassia più antica e più lontana rilevata direttamente è GNZ-11, che si è formata a soli 400 milioni di anni dopo il Big Bang. Ma gli scienziati ritengono che le prime stelle abbiano iniziato a sfarfallare tra 380.000 anni dopo il Big Bang e l'emergere di prime galassie come GNZ-11.
Molti astronomi hanno ipotizzato che le prime stelle si siano illuminate circa 200 milioni di anni dopo il Big Bang. Ma non abbiamo intravisto con successo queste stelle. Dopo miliardi di anni di viaggio la loro luce si sposta nell'estremità infrarossa dello spettro, rendendo più difficile il rilevamento senza telescopi IR appositamente attrezzati. E le prime stelle sono spesso avvolte in una zuppa di particelle neutre che assorbono i loro deboli tremolii.
Ecco perché, per questo nuovo studio sulla rivista Nature, un team internazionale di astronomi si è basato su prove indirette, cercando invece le firme di ossigeno ed elio, elementi che possono essere creati solo nei nuclei delle stelle.
Come spiega Amos, i ricercatori hanno rivolto la loro attenzione alla galassia MACS1149-JD1, che si trova a miliardi di anni luce di distanza, usando due telescopi terrestri: l'Atacama Large Millimeter / Submillimetre Array (Alma) e Very Large Telescope (VLT) dell'Osservatorio europeo meridionale ).
Hanno scoperto che per miliardi di anni, l'espansione dell'universo sposta quella luce. E analizzando quel cambiamento, i ricercatori hanno capito l'età delle firme dell'ossigeno e dell'idrogeno, anche se non riescono a vedere direttamente la galassia.
Richard Ellis, professore di astrofisica all'University College di Londra e coautore dello studio, dice ad Amos che questo ossigeno ha una redshift di 9.1. “Ciò significa che l'Universo si è espanso da nove a 10 volte da quando la luce ha lasciato questo oggetto. Stiamo ripensando al 97% circa del Big Bang [13, 8 miliardi di anni fa] quando l'Universo aveva solo circa 500 milioni di anni ", afferma.
Secondo un comunicato stampa, il team ha quindi utilizzato la spettroscopia infrarossa della NASA Spitzer e Hubble Space Telescope per esaminare la luminosità di JD1. Usando quella luminosità e il miglior modello di sviluppo stellare sono stati in grado di dedurre l'età delle stelle in JD1.
"Questo ci dà un'indicazione di quanto prima nella storia dell'Universo - che attualmente non possiamo sondare con i nostri telescopi - che questo oggetto si sia effettivamente formato", dice Ellis ad Amos. "E scopriamo che questa galassia ha formato le sue stelle quando l'Universo aveva solo 250 milioni di anni, che è come il 2 percento dell'attuale era dell'Universo."
Anche se un buon inizio, scrutare ulteriormente nello spazio e nel tempo richiederà una potenza di fuoco extra. Il James Webb Space Telescope, il cui lancio è stato ritardato dal 2018 al 2020, sarà dotato di sensori che gli consentono di visualizzare la luce a infrarossi e penetrare nella foschia dell'universo primordiale, forse aiutandoci a osservare direttamente la prima luce delle stelle.
"Determinare quando si è verificata l'alba cosmica è simile al" Santo Graal "della cosmologia e della formazione di galassie", afferma Ellis in un altro comunicato stampa. Con questo ultimo studio, afferma, “c'è un rinnovato ottimismo che ci stiamo avvicinando sempre più alla testimonianza diretta della nascita della luce delle stelle. Dato che siamo tutti fatti di materiale stellare lavorato, questo sta davvero trovando le nostre origini. ”
