Gli scienziati rilevano l’acqua in una galassia molto, molto lontana

Tracce di acqua sono state rilevate nella galassia più massiccia dell’universo primordiale, secondo nuove osservazioni dell’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma). Gli scienziati che studiano l’oggetto SPT0311-58 hanno trovato H2O e monossido di carbonio proprio su questo oggetto. Questa galassia si trova a circa 12,88 miliardi di anni luce dalla Terra. La ricerca è stata pubblicata su The Astrophysical Journal.

La scoperta di queste due molecole in abbondanza suggerisce che l’universo molecolare si stava rafforzando poco dopo che gli elementi furono forgiati nelle prime stelle. La nuova ricerca comprende lo studio più dettagliato del contenuto di gas molecolare di una galassia dell’universo primordiale fino ad oggi e il rilevamento più lontano di H2O in una galassia normale che forma stelle.

Nell’infanzia dell’universo

SPT0311-58 è in realtà composto da due galassie. Questo oggetto è stato visto per la prima volta dagli scienziati di Alma nel 2017 e sarebbe già esistito nell’Epoca della Reionizzazione. A quel tempo l’universo aveva solo 780 milioni di anni – circa il 5% della sua età attuale – e stavano nascendo le prime stelle e galassie. Gli scienziati ritengono che le due galassie possano fondersi e che la loro rapida formazione stellare non stia solo consumando il loro gas, o combustibile per la formazione delle stelle, ma che potrebbe ulteriormente evolvere la coppia in enormi galassie ellittiche come quelle osservate nell’universo locale. “Utilizzando le osservazioni ad alta risoluzione di Alma del gas molecolare nella coppia di galassie conosciute collettivamente come SPT0311-58, abbiamo rilevato molecole di acqua e monossido di carbonio nella più grande delle due galassie. L’ossigeno e il carbonio, in particolare, sono elementi di prima generazione e, nelle forme molecolari di monossido di carbonio e acqua, sono essenziali per la vita come la conosciamo“, ha affermato Srevani Jarugula, astronomo dell’Università dell’Illinois e ricercatore principale della nuova ricerca.

L’acqua, in particolare, è la terza molecola più abbondante nell’universo, dopo l’idrogeno molecolare e il monossido di carbonio. Precedenti studi sulle galassie nell’universo locale e primordiale hanno correlato l’emissione di acqua e l’emissione di polvere nell’infrarosso lontano. “La polvere assorbe la radiazione ultravioletta dalle stelle della galassia e la riemette sotto forma di fotoni infrarossi“, ha detto Jarugula. “Questo eccita ulteriormente le molecole d’acqua, dando origine all’emissione di acqua che gli scienziati sono in grado di osservare. In questo caso, ci ha aiutato a rilevare l’emissione di acqua in questa enorme galassia. Questa correlazione potrebbe essere utilizzata per sviluppare l’acqua come indicatore della formazione stellare, che potrebbe quindi essere applicata alle galassie su scala cosmologica“.

Tasso molto più alto

Lo studio delle prime galassie che si sono formate nell’universo aiuta gli scienziati a comprendere meglio la nascita, la crescita e l’evoluzione dell’universo e di tutto ciò che contiene, inclusi il Sistema Solare e la Terra. “Le prime galassie stanno formando stelle a una velocità migliaia di volte maggiore della Via Lattea“, ha detto Jarugula. “Lo studio del contenuto di gas e polvere di queste prime galassie ci dice le loro proprietà, come e quante stelle si stanno formando, a quale velocità il gas viene convertito in stelle, come le galassie interagiscono tra loro e con il mezzo interstellare, e molto di più.”

Secondo Jarugula, c’è ancora molto da imparare sulla coppia SPT0311-58 e sulle galassie dell’universo primordiale. “Questo studio non solo fornisce risposte su dove e quanto lontano potrebbe esistere l’acqua nell’universo, ma ha anche sollevato una grande domanda: come tanto gas e polvere si sono uniti per formare stelle e galassie così presto nell’universo“, ha notato. “La risposta richiede ulteriori studi su queste e altre galassie che formano stelle per ottenere una migliore comprensione della formazione strutturale e dell’evoluzione dell’universo primordiale“.