Una possibile galassia che esiste a circa 13,5 miliardi di anni luce dalla Terra ha battuto il record come l'oggetto astronomico più lontano mai visto. Quel periodo colloca questa collezione di stelle, soprannominata HD1, tra un periodo di oscurità totale (circa 14 miliardi di anni fa l'universo era una tabula rasa priva di stelle o galassie) e l’inizio delle prime luci fiorenti da grumi di polvere e gas che stavano crescendo ed evolvendo.
"Le prime galassie si sono formate circa cento milioni di anni dopo il Big Bang. Erano un milionesimo della massa della Via Lattea e molto più densi", ha spiegato il ricercatore e astrofisico di Harvard Avi Loeb a Live Science in una e-mail.
Come ha spiegato Fabio Pacucci, un astronomo dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, capire di cosa si tratta è estremamente complicato viste le enormi distanze, che ha paragonato all’indovinare la nazionalità di una nave lontana dalla bandiera che sventola mentre si trova in una fitta nebbia nel mezzo di una tempesta.
I ricercatori hanno scoperto HD1 nei dati raccolti in oltre 1.200 ore di osservazioni utilizzando il telescopio Subaru, il telescopio VISTA, il telescopio a infrarossi del Regno Unito e il telescopio spaziale Spitzer. Stavano osservando in particolare il redshift, un fenomeno in cui le onde luminose si allungano o diventano più rosse quando un oggetto si allontana dall'osservatore. In questo caso, il redshift suggeriva che HD1 fosse estremamente distante.
I ricercatori hanno scoperto che le lunghezze d'onda rosse erano l'equivalente di una galassia situata a 13,5 miliardi di anni luce di distanza. Anche HD1 sembra crescere a un ritmo febbrile, circa 100 stelle ogni anno, o almeno 10 volte il tasso previsto per le galassie starburst che sono note per produrre stelle ad un ritmo straordinariamente alto.
Queste stelle erano anche più massicce, più luminose (nelle lunghezze d'onda ultraviolette) e più calde delle stelle più giovani, secondo quanto scoperto dai ricercatori. Come tale, HD1 potrebbe ospitare le primissime stelle dell'universo, chiamate stelle di Popolazione III; se tale identità fosse verificata, questa sarebbe la prima osservazione di questo tipo di stella. C'è anche la possibilità che HD1 sia un buco nero supermassiccio con una massa di circa 100 milioni di volte quella del Sole.
Per capire la vera identità di HD1, i ricercatori possono cercare i raggi X, che vengono emessi quando il materiale viene divorato dalla gravità di un buco nero. "Se HD1 è un buco nero, dovremmo vedere l'emissione di raggi X da esso. Se non troviamo i raggi X, l'emissione deve provenire da stelle massicce", ha dichiarato Loeb a Live Science. Gli astronomi sperano di trovare più di queste strutture dell'universo primordiale con il James Webb Space Telescope, che è stato lanciato il 25 dicembre 2021 e cercherà gli oggetti più antichi dell'universo.
"La sua scoperta è una buona notizia per il telescopio Webb che probabilmente ne troverà molti altri", ha affermato Loeb a Live Science.
La scoperta dovrebbe aiutare gli scienziati a capire quando si sono formate le prime stelle e galassie e come hanno influenzato il resto dell'universo, ha spiegato Loeb. "Questa è una ricerca delle nostre radici cosmiche, poiché la vita non esisterebbe senza gli elementi pesanti prodotti dalle prime stelle".
Una descrizione di HD1 sarà pubblicata nel numero dell'8 aprile di The Astrophysical Journal; un documento di accompagnamento con alcune speculazioni sull'identificazione di HD1 è stato pubblicato online il 1° aprile nel database di prestampa arXiv e sarà pubblicato negli Avvisi mensili delle lettere della Royal Astronomical Society.
