Comunicato Stampa

Stranezza spaziale: trovata la più distante galassia con un disco in rotazione

07 Ottobre 2024

Alcuni ricercatori hanno scoperto la più distante galassia simile alla Via Lattea mai osservata. Chiamata REBELS-25, questa galassia a disco sembra ordinata come le galassie odierne, ma noi la vediamo com'era quando l'Universo aveva solo 700 milioni di anni. Ciò è sorprendente poiché, secondo la nostra attuale comprensione della formazione delle galassie, ci si aspetta che le galassie primordiali appaiano più caotiche. La rotazione e la struttura di REBELS-25 sono state rivelate utilizzando ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), di cui l'ESO (European Southern Observatory) è un partner.

Le galassie che vediamo oggi hanno fatto molta strada rispetto alle controparti caotiche e grumose che gli astronomi osservano tipicamente nell'Universo primordiale. "Secondo la nostra comprensione della formazione delle galassie, ci aspettiamo che la maggior parte delle galassie primordiali siano piccole e dall'aspetto disordinato", afferma Jacqueline Hodge, astronoma presso l'Università di Leida, nei Paesi Bassi, e coautrice dello studio.

Queste disordinate galassie primordiali si fondono tra loro e poi evolvono verso forme più uniformi a un ritmo incredibilmente lento. Le attuali teorie suggeriscono che, affinché una galassia sia ordinata come la Via Lattea, un disco in rotazione con strutture ben identificate come i bracci a spirale, devono essere trascorsi miliardi di anni di evoluzione. L'osservazione di REBELS-25, invece, mette in discussione questa scala temporale.

Nello studio, accettato per la pubblicazione su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, gli astronomi hanno scoperto che REBELS-25 è la più distante galassia con un disco in veloce rotazione mai scoperta. La luce che ci raggiunge da questa galassia è stata emessa quando l'Universo aveva solo 700 milioni di anni, appena il cinque per cento della sua età attuale (13,8 miliardi), rendendo inaspettata la rotazione ordinata di REBELS-25. "Vedere una galassia con tali somiglianze con la Via Lattea, fortemente dominata dalla rotazione, sfida la nostra comprensione di quanto velocemente le galassie nell'Universo primordiale si evolvano nelle galassie ordinate del cosmo odierno", afferma Lucie Rowland, studentessa di dottorato presso l'Università di Leida e prima autrice dello studio.

REBELS-25 è stata inizialmente rivelata durante precedenti osservazioni dello stesso gruppo di lavoro, sempre condotte con ALMA, che si trova nel deserto di Atacama in Cile. All'epoca, si è rivelata una scoperta entusiasmante, poichè la galassia mostrava accenni di rotazione, ma la risoluzione dei dati non era abbastanza fine per esserne certi. Per discernere correttamente la struttura e il movimento della galassia, il gruppo ha eseguito osservazioni successive con ALMA a una risoluzione più elevata, che hanno unque confermato la sua natura eccezionale. "ALMA è l'unico telescopio esistente con la sensibilità e la risoluzione per raggiungere questo obiettivo", afferma Renske Smit, ricercatrice presso la Liverpool John Moores University nel Regno Unito e  coautrice dello studio.

Sorprendentemente, i dati hanno anche suggerito caratteristiche più sviluppate simili a quelle della Via Lattea, come una barra centrale allungata e persino bracci a spirale, anche se saranno necessarie altre osservazioni per confermarlo. "Trovare ulteriori prove di strutture più evolute sarebbe una scoperta entusiasmante, poiché sarebbe la più distante galassia fino ad oggi per cui tali strutture sono osservate", conclude Rowland.

Le future osservazioni di REBELS-25, insieme ad altre scoperte di galassie primitive con rotazione, poitrebbero trasformare la nostra comprensione della formazione delle galassie primitive e dell'evoluzione dell'Universo nel suo complesso.

Ulteriori Informazioni

Questo lavoro è stato presentato nell'articolo intitolato “REBELS-25: Discovery of a dynamically cold disc galaxy at z=7.31” pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Le osservazioni sono state condotte nell'ambito del Large Program di ALMA REBELS: Reionization Era Bright Emission Lines Survey (cioè Survey delle righe di emissione brillanti all'epoca della re-ionizzazione).

L'equipe è composta da L. E. Rowland (Leiden Observatory, Leiden University, Paesi Bassi [Leiden]), J. Hodge (Leiden), R. Bouwens (Leiden), P. M. Piña (Leiden), A. Hygate (Leiden), H. Algera (Astrophysical Science Center, Hiroshima University, Giappone [HASC]; National Astronomical Observatory of Japan, Giappone), M. Aravena (Núcleo de Astronomía, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Cile), R. Bowler (Jodrell Bank Centre for Astrophysics, University of Manchester, Regno Unito), E. da Cunha (International Centre for Radio Astronomy Research, University of Western Australia, Australia; ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions), P. Dayal (Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Paesi Bassi), A. Ferrara (Scuola Normale Superiore, Italia [SNS]), T. Herard-Demanche (Leiden), H. Inami (HASC), I. van Leeuwen (Leiden), I. de Looze (Sterrenkundig Observatorium, Ghent University, Belgio), P. Oesch (Department of Astronomy, University of Geneva, Svizzera; Cosmic Dawn Center, Danimarca), A. Pallottini (SNS), S. Phillips (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Regno Unito [LJMU]), M. Rybak (Faculty of Electrical Engineering, Delft University of Technology, Paesi Bassi; Leiden; Netherlands Institute for Space Research, Paesi Bassi), S. Schouws (Leiden), R. Smit (LJMU), L. Sommovigo (Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, USA), M. Stefanon (Departament d’Astronomia i Astrofísica, Universitat de València, Spagna; Grupo de Astrofísica Extragaláctica y Cosmología, Universitat de València, Spagna), P. van der Werf (Leiden).

ALMA, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, un osservatorio astronomico internazionale, è una collaborazione fra l'ESO, la U.S. National Science Foundation (NSF) e gli Istituti Nazionali di Scienze Naturali del Giappone (NINS), in cooperazione con la repubblica del Cile. ALMA è stato fondato dall'ESO per conto dei suoi stati membri, dall'NSF in cooperazione con il National Research Council del Canada (NRC) e dal National Science and Technology Council (NSTC) in Taiwan e dal NINS in cooperazione con l'Accademia Sinica di Taiwan (AS) e l'Istituto di Astronomia e Scienze Spaziali della Corea (KASI). La costruzione e la gestione di ALMA sono condotte dall'ESO per conto dei suoi stati membri, dall'Osservatorio Nazionale di Radio Astronomia (NRAO) gestito dalle Associated Universities, Inc. (AUI) per conto del Nord America e dall'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) per conto dell'Asia Orientale. L'osservatorio congiunto di ALMA (JAO: Joint ALMA Observatory) fornisce la guida unitaria e la gestione della costruzione, del commissioning e delle operazioni di ALMA.

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Leiden Observatory, University of Leiden
Leiden, The Netherlands
Tel.: +31 71 527 2727
E-mail: lrowland@strw.leidenuniv.nl

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Leiden Observatory, University of Leiden
Leiden, The Netherlands
Tel.: +31 71 527 8450
E-mail: hodge@strw.leidenuniv.nl

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Questa è una traduzione del Comunicato Stampa dell'ESO eso2415.