Il James Webb affonda lo sguardo nella storia antica dell’Universo

In un ammasso che il telescopio spaziale James Webb tiene sotto osservazione da circa un anno, i ricercatori hanno trovato qualcosa di davvero straordinario. Il James Webb Space Telescope (JWST), mostra infatti la possibile esistenza di ha osservato galassie così grandi e luminose in una zona del cosmo che appartiene ad un’epoca dell’Universo in cui ciò non è possibile secondo la teoria cosmologica standard, ovvero nei primi 500 milioni di anni dopo il Big Bang.

Il James Webb scopre una galassia massiccia risalente ai primi 400 milioni di anni dopo il Big Bang

Il potentissimo telescopio avrebbe infatti scovato una galassia abbastanza luminosa che sarebbe nata circa 400 milioni di anni dopo il Big Bang. Al momento ricercatori e teorici sono quindi all’opera per cercare di spiegare questi risultati e dare un senso a ciò che si riteneva impossibile. Chissà dunque che le osservazioni del James Webb non riscrivano la storia della nascita dell’Universo, o che per lo meno la rendano ricca di nuovi e straordinari dettagli.

Lo scopo ultimo del JWST, lanciato nel dicembre 2021, è infatti questo, indagare a fondo nel passato lontano dell’Universo. Questo potente telescopio è in grado di vedere più indietro nel tempo rispetto al suo predecessore, il telescopio Hubble.

Il redshift, la misura dell’antichità dell’Universo

Il James Webb è infatti capace di cattura immagini di galassie con un redshift elevato, una misura che tiene conto della dilatazione dell’Universo per calcolare la distanza nel tempo e nello spazio di un oggetto cosmico. Da quando la luce ha lasciato la galassia per la prima volta, l’Universo si è dilatato. L’espansione del cosmo dilata le onde luminose, spostandole verso l’estremità rossa dello spettro. Gli astronomi misurano questo “spostamento verso il rosso”, il RedShift appunto, indicato dai valori Z.

Maggiore è il suo valore, maggiore è lo spostamento dal rosso e maggiore è la dilatazione, quindi più remoto è nel tempo è l’oggetto. Qualsiasi cosa con un valore Z superiore a 10 esiste entro le prime centinaia di milioni di anni dell’Universo. Finora l’unica galassia confermata in quell’intervallo è GN-z11, che è stata osservata dal telescopio Hubble ed ha un valore Z di circa 11.

Ma il James Webb è costruito appositamente per cercare più indietro nel tempo ed è già riuscito ad individuare, questa galassia con redshift stimato di 12. Questo significa che l’immagine che ci mostra il James Webb, descritta nell’articolo, rappresenta la galassia come appariva circa 400 milioni di anni dopo l’inizio dell’Universo.

Il James Webb ha individuato solo delle ottime candidate

In queste fasi iniziali di analisi dei dati, il redshift è stato stimato a partire dalla fotometria. Ciò vuol dire che si tratta di un’elaborazione delle immagini che può contenere errori. Per il momento dunque, le galassie scovate dal James Webb sono solo “candidate” ad antichissime galassie nate poco dopo l’inizio della storia.

Ad esempio si pensava inizialmente che questa galassia avesse un redshift pari a 14, e la scorsa estate venne indicata come la più antica mai osservata. Ma grazie a nuove analisi il valore è stato corretto a 12.

Ma cosa accadrebbe se il JWST avesse ragione?

Per avere una misura definitiva che stabilisca senza ombra di dubbi l’antichità della galassia, sarà necessaria la completa e dettagliata spettrometria della luce emessa dalla galassia. Ma nel frattempo i fisici iniziano a formulare le loro ipotesi per spiegare le atipiche osservazioni del James Webb.

Secondo le ipotesi è possibile che le galassie individuate dal JWST on siano in realtà così luminose, ma che siano state semplicemente osservate durante un picco di formazione stellare molto intenso. Oppure ciò che il JWST ha osservato è solo un’anomalia circoscritta ad una piccola zona del cosmo.

Certo se il James Webb dovesse iniziare a trovare molte altre galassie così antiche e così massicce in diverse zone del cosmo, allora metterebbe seriamente in crisi il modello cosmologico standard.

Ph. Credit: James Webb – Steven L. Finkelstein et al 2022 ApJL 940 L55DOI 10.3847/2041-8213/ac966e