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Una possibilità è che la formazione delle prime stelle all'interno delle galassie sia iniziata a un ritmo costante, costruendo lentamente un sistema sempre più massiccio. Un'altra possibilità è che la formazione sia stata più violenta e discontinua, con esplosioni intense, ma di breve durata, di formazione stellare innescate da eventi come fusioni e accrescimento di gas potenziato.
"La formazione delle galassie può essere paragonata a un'auto", ha spiegato Pablo G. Pérez-González, uno dei co-autori dell'articolo, affiliato al Centro de Astrobiología (CAB / CSIC-INTA) in Spagna, e ricercatore principale della collaborazione internazionale dietro questo studio. "Le prime galassie potrebbero aver avuto un motore di formazione stellare 'diesel', aggiungendo lentamente ma continuamente nuove stelle, senza molta accelerazione e trasformando delicatamente il gas in stelle relativamente piccole per lunghi periodi di tempo.
Oppure la formazione avrebbe potuto essere a scatti, con esplosioni di formazione stellare che producono stelle incredibilmente grandi che interrompono la galassia e la fanno cessare la sua attività per un po' o addirittura per sempre. Ogni scenario è legato a diversi processi, come le fusioni di galassie o l'influenza dei buchi neri supermassicci, e hanno un effetto su quando e come si sono formati il carbonio o l'ossigeno, che sono essenziali per la nostra vita".
Utilizzando il potere della lente gravitazionale di alcuni degli ammassi di galassie più massicci dell'Universo con gli eccezionali dati GTC provenienti da un progetto intitolato Survey for high-z Red and Dead Sources (SHARDS), gli astronomi hanno cercato analoghi vicini delle primissime galassie formate nell'Universo, in modo che potessero essere studiati in modo molto più dettagliato.
Il Dr. Alex Griffiths dell'Università di Nottingham è stato uno dei principali ricercatori britannici dello studio, spiega: "Fino a quando non avremo il nuovo telescopio spaziale James Webb, non possiamo osservare le prime galassie mai formate, sono semplicemente troppo deboli. Così abbiamo cercato bestie simili nell'Universo vicino e le abbiamo sezionate con i telescopi più potenti che abbiamo attualmente".
I ricercatori hanno combinato la potenza dei telescopi più avanzati, come HST e GTC, con l'aiuto di "telescopi naturali". Il professor Chris Conselice, dell'Università di Manchester è co-autore dello studio, ha detto: "Alcune galassie vivono in grandi gruppi, quelli che chiamiamo ammassi, che contengono enormi quantità di massa sotto forma di stelle, ma anche gas e materia oscura. La loro massa è così grande che piegano lo spazio-tempo e agiscono come telescopi naturali. Le chiamiamo lenti gravitazionali e ci permettono di vedere galassie deboli e distanti con una maggiore luminosità e a una risoluzione spaziale più elevata".