Il telescopio spaziale James Webb ha appena diffuso alcune importanti notizie sul cosmo neonato. Stiamo parlando delle “fabbriche” cosmiche che riempivano l’universo primordiale di polvere di stelle. Quella polvere? Era la materia prima per tutto ciò che vediamo ora. Nuove stelle. Grandi galassie. Noi.
Ma siamo reali. Guardare direttamente quelle antiche galassie è difficile. JWST è potente, certo. Li vede. Ma ottenere i dettagli concreti? Ancora una sfida.
Quindi il team dietro questa svolta ha fatto quello che fanno gli scienziati intelligenti. Hanno tradito. Più o meno.
Invece di andare a caccia di prove di un ago in un pagliaio nel buio più profondo, hanno guardato più vicino a casa. Hanno studiato Sestante A. Una galassia nana a soli 4,6 milioni di anni luce di distanza. È moderno. È vicino. E indossa gli abiti chimici delle prime galassie dell’universo come un abito di buon taglio.
“Studiare direttamente le galassie che popolarono l’universo primordiale è ancora molto difficile”, spiega il capogruppo Claudio Gavetti dell’INAF. “Osservare una galassia vicina come quella di Sestante… ci offre una preziosa opportunità.”
Perché Sestante A è importante
Riavvolgiamo il nastro. L’universo primordiale era chimicamente noioso. Per lo più idrogeno. Un po’ di elio. Un piccolissimo pizzico di roba più pesante. Gli astronomi li chiamano “metalli”.
Le prime stelle, le stelle POP III, sono nate da questa zuppa insipida. Erano poveri di metalli. Ma non erano inattivi. Hanno fuso idrogeno ed elio. Hanno forgiato elementi pesanti. Quando sono morti? Sono esplosi. Le supernove hanno sparso quei metalli attraverso il mezzo interstellare.
La prossima generazione: le star di POP II. Questi ragazzi hanno ereditato la ricchezza. Avevano metalli. Il nostro sole? Siamo le star di POP I. Ancora più ricco di metalli. Ma non tutte le galassie hanno ricevuto il promemoria. Le galassie nane come Sestante A sono rimaste povere. Il sestante A contiene solo dall’1% al 7% dei metalli presenti nel sole.
È una capsula del tempo. Un proxy per le galassie povere di metalli che hanno costruito l’universo.
Smascherare le fabbriche di polvere
Gavetti e colleghi hanno puntato gli strumenti NIRCam e MIRI di JWST su Sextans A. Osservazioni ad alta risoluzione. Hanno mappato l’intera popolazione stellare, concentrandosi su una fase specifica del ciclo di vita. Il “ramo asintotico della gigante rossa”.
Ecco la meccanica. Le stelle più grandi del Sole esauriscono il loro nucleo di elio. Sviluppano un cuore di carbonio inerte. La fusione continua nei gusci all’esterno. Combustione di elio e idrogeno. Strati alternati.
La stella si gonfia. Picchi di luminosità. Un aumento di mille volte.
Cosa hanno trovato?
Circa il 90% di queste giganti rosse asintotiche erano prive di involucri di polvere. Spoglio. Ma circa 20 di loro? Sepolto in spessi gusci di polvere. Queste erano le fabbriche.
Si sono formati tra 2 e 3 miliardi di anni fa. Da stelle che iniziarono con 1,5 volte la massa del sole.
Il quadro più ampio
Non si tratta solo di Sestante A. Riguarda il lignaggio. Questa ricerca chiarisce quali stelle dell’universo primordiale probabilmente hanno seminato le nubi di polvere. La polvere che arricchì le future stelle.
Stiamo mettendo insieme i pezzi su come si è evoluto l’universo. Come si è passati da una noiosa zuppa di idrogeno al cosmo strutturato e ricco di metalli in cui abitiamo oggi.
Questo livello di dettaglio? Impossibile prima di Webb. Ora è solo martedì per gli astronomi.
Ma le domande restano aperte. Quanti altri “Sextans As” si nascondono nell’oscurità? L’universo è stato fortunato con questa specifica galassia nana che funge da specchio? Forse non lo sapremo mai con certezza. Ma abbiamo un inizio.
