Le più vecchie galassie nell'universo sono in movimento appena fuori la Via Lattea

È facile vivere accanto a qualcuno per molto tempo senza imparare molto su di loro, ma a volte i nostri vicini possono rivelarsi molto più interessanti di quanto pensiamo, specialmente quando sono nostri galattico vicinato. Potrebbe rivelarsi che hanno grandi storie da raccontare - o che sono le più antiche galassie dell'universo spaventoso. E hey, non lo sapresti, è esattamente quello che è successo quando un team internazionale di astronomi ha dato un'occhiata più da vicino alle deboli galassie che circondano la nostra galassia, la Via Lattea.

In un articolo pubblicato giovedì nel Giornale astrofisico, gli astronomi dell'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e l'Institute for Computational Cosmology della Durham University nel Regno Unito presentano prove che le galassie nane che circondano le nostre sono alcune delle più antiche dell'universo. Queste piccole e fosche galassie hanno potenzialmente più di 13 miliardi di anni, essendosi formate alla fine delle cosiddette prime "età oscure" dell'universo, quando la materia si è raffreddata per circa 100 milioni di anni dopo il Big Bang.

Ma questo non era nemmeno quello che stavano cercando.

"Era qualcosa di una scoperta fortuita ad un certo livello, perché abbiamo iniziato il progetto sperando di fare effettivamente qualcos'altro, che era fondamentalmente contare il numero di piccole galassie attorno alle galassie della Via Lattea," Sownak Bose, Ph.D., un postdoctoral fellow presso l'Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics e il primo autore dello studio racconta Inverso. "Era un semplice esercizio di conteggio."

Bose ei suoi colleghi stavano esaminando la "funzione di luminosità" di queste galassie nane, la misura che descrive la distribuzione della luminosità in un gruppo di oggetti - quante galassie di una certa luminosità ci sono - usando il modello Lambda Cold Matter, uno standard modello di cosmologia. In poche parole, la funzione di luminosità è un modo di descrivere le galassie o altri ammassi stellari che è molto più facile che descrivere ogni singola stella nella massa. Quando hanno riprodotto la funzione di luminosità dei nostri deboli vicini galattici, Bose e i suoi colleghi hanno scoperto che le galassie hanno praticamente seguito una curva regolare, in cui vi erano più deboli e meno brillanti.

La frase chiave qui, però, è "praticamente".

"Era in realtà una linea diritta con qualcosa di un nodo, una sorta di valle", dice Bose. "Quindi, dopo alcune sperimentazioni, ci siamo resi conto che ciò che si adatta a questa caratteristica è la scala in cui le galassie si spostano da quelle che si sono formate molto presto, verso la fine delle cosiddette prime età oscure, e quelle che si sono formate molto più tardi." le parole, hanno capito che questo tuffo nella distribuzione di galassie chiare e scure divideva le galassie più vecchie dalle galassie più giovani, una tendenza che si adattava al modello LCDM, che diceva loro che erano su qualcosa.

"Era sorprendente quanto i nostri modelli concordassero con i dati!" Alis Deason, Ph.D., ricercatrice della Royal Society University presso l'ICC e uno dei coautori dello studio, racconta Inverso. Ma, naturalmente, nota che avevano bisogno di assicurarsi che avessero ragione. "La nostra reazione iniziale è stata un cauto ottimismo e molti test!"

Dopo ulteriori analisi, i ricercatori hanno concluso che le galassie più deboli e più piccole devono essere formate molto più a lungo di quelle più recenti. Dal momento che le stelle nelle galassie producono molta spazzatura atomica e inquinamento quando muoiono nelle supernove, se le stelle smettono di formare molto tempo fa, le loro galassie di casa dovrebbero avere meno spazzatura dalle supernove in esse, rendendole più tenui delle galassie che si sono formate più recentemente e aveva più materiale da estrarre da altre galassie e supernove.

"Scopriamo che le vecchie galassie tendono ad essere meno massicce in quante stelle hanno", dice Bose. "Ti dà questa immagine in cui piccole galassie formano prima e quelle più grandi si formano molto più tardi dalla fusione di molte piccole cose".

Sia Bose che Deason fanno attenzione a non farlo scoprire queste antiche galassie, ma che semplicemente le identificarono come alcune delle più antiche dell'universo. Nondimeno, è un grosso problema perché queste osservazioni dirette confermano che il modello LCDM dell'universo è probabilmente corretto, il che significa che la funzione di luminosità potrebbe essere un modo ragionevolmente affidabile per raccontare l'età di una galassia.

Ora che hanno identificato queste vecchie galassie, i ricercatori possono guardarle ancora più da vicino per conoscere le condizioni dell'universo primordiale.

"Ci piacerebbe esplorare come possiamo usare queste minuscole galassie nane per saperne di più sull'universo primordiale", afferma Deason. "Ad esempio, quali possono le loro proprietà (ad esempio dimensioni, composizione chimica) dirci su questi primi stadi critici della formazione delle galassie?"