Il nuovo studio pubblicato sulla rivista Nature, fornisce nuove informazioni sulle complesse interazioni chimiche che si verificano nelle prime galassie dell'universo primordiale.

Il professore di astronomia e fisica dell'Università dell'Illinois Urbana-Champaign Joaquin Vieira e lo studente laureato Kedar Phadke hanno collaborato con i ricercatori della Texas A&M University e un team internazionale di scienziati per distinguere i segnali infrarossi delle molecole organiche tra quelli generati dai grani di polvere all'interno della galassia.
"Questo progetto è iniziato quando frequentavo la scuola di specializzazione studiando galassie molto distanti e difficili da rilevare, oscurate dalla polvere", ha detto Vieira. "I granelli di polvere assorbono e riemettono circa la metà della radiazione stellare prodotta nell'universo, rendendo la luce infrarossa proveniente da oggetti distanti estremamente debole o non rilevabile attraverso i telescopi terrestri".


Sotto la lente

La scoperta è stata possibile grazie alla potenza del JWST combinata con un fenomeno di lente gravitazionale.
"Questo ingrandimento si verifica quando due galassie sono quasi perfettamente allineate dal punto di vista della Terra e la luce della galassia sullo sfondo viene deformata e ingrandita dalla galassia in primo piano in una forma ad anello, nota come anello di Einstein", ha spiegato Vieira.

Il team ha concentrato le proprie osservazioni su SPT0418-47, un oggetto scoperto utilizzando il South Pole Telescope della National Science Foundation e precedentemente identificato come una galassia oscurata dalla polvere, ingrandita di un fattore di circa 30-35 dalla lente gravitazionale. SPT0418-47 si trova a 12 miliardi di anni luce dalla Terra, corrispondente a un'epoca in cui l'universo aveva meno di 1,5 miliardi di anni, o circa il 10% della sua età attuale.

Questa ricerca dimostra che ora "possiamo vedere tutte le regioni in cui si trovano questi granelli di polvere più piccoli, regioni che non avremmo mai potuto vedere prima del JWST", ha detto Phadke. "I nuovi dati spettroscopici ci consentono di osservare la composizione atomica e molecolare della galassia, fornendo informazioni molto importanti sulla formazione delle galassie, sul loro ciclo di vita e su come si evolvono".

 

Polvere e PAH 

I dati spettroscopici del JWST suggeriscono che il gas interstellare oscurato in SPT0418-47 è arricchito di elementi pesanti, indicando che generazioni di stelle sono già vissute e sono morte in quella galassia.

Il composto specifico rilevato dai ricercatori è un tipo di molecola chiamata idrocarburo policiclico aromatico o PAH.
Sulla Terra, queste molecole organiche si trovano nei gas di scarico prodotti dai motori a combustione o dagli incendi boschivi. Essendo costituito da catene di carbonio, il PHA è considerato uno dei mattoni fondamentali per le prime forme di vita, hanno detto i ricercatori.

"Non ce lo aspettavamo", ha detto Vieira. "Rilevare queste molecole organiche complesse a una distanza così vasta sta cambiando le carte in tavola per quanto riguarda le osservazioni future. Questo lavoro è solo il primo passo e solo ora stiamo imparando come usarlo e sfruttare queste capacità. Siamo molto entusiasti di vedere come andrà a finire."