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CR7, la galassia più brillante dell’Universo

Illustrazione della galassia distante CR7 osservata con il VLT. Si tratta della galassia di gran lunga più brillante mai trovata nell’Universo primordiale e reca evidenza della presenza, al suo interno, di esempi di stelle di prima generazione. La galassia è tre volte più brillante della galassia distante più brillante finora rivelata. Credit: ESO/M. Kornmesser

Grazie ad una serie di osservazioni realizzate con il telescopio VLT dell’ESO, gli astronomi hanno scoperto la galassia più brillante mai rivelata che presenta delle evidenze dell’esistenza di stelle di prima generazione. Questi oggetti massicci e brillanti, finora solo previsti delle teorie, hanno prodotto i primi elementi pesanti della storia, gli elementi necessari per forgiare le stelle oggi intorno a noi, i pianeti che le orbitano e la vita come la conosciamo. La nuova galassia, chiamata CR7, è tre volte più brillante della galassia distante più brillante nota finora.

Gli astronomi hannno teorizzato a lungo l’esistenza di una prima generazione di stelle, dette stelle di Popolazione III, nate dalla materia primordiale del Big Bang. Tutti gli elementi chimici più pesanti, quali l’ossigeno, l’azoto, il carbonio e il ferro, essenziali per la vita, sono stati prodotti all’interno delle stelle. Ciò significa che le prime stelle devono essersi formate dagli unici elementi che già esistevano e cioè idrogeno, elio e tracce di litio. Queste stelle di Popolazione III sarebbero state enormi, parecchie centinaia o migliaia di volte più massicce del Sole, ardenti e transitorie dovendo esplodere come supernovae dopo solo due milioni di anni. Ma finora la ricerca di una prova fisica della loro esistenza è stata vana. Un gruppo di ricercatori guidato da David Sobral del Leiden Observatory, ha usato il VLT per esplorare l’Universo più distante risalente ad un periodo noto come reionizzazione, all’incirca 800 milioni di anni dopo il Big Bang. Invece di svolgere uno studio ristretto ma profondo, in una piccola area di cielo, hanno ampliato la visuale per produrre la survey di galassie distanti più estesa che sia mai stata tentata. Il loro studio dilatato è stato realizzato grazie al VLT ma con la collaborazione dell’Osservatorio W.M. Keck e del telescopio Subaru, così come del telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA. L’equipe ha scoperto, e confermato, un numero di galassie molto giovani e soprendentemente brillanti. Una di queste, indicata come CR7, è un oggetto eccezionalmente raro, la galassia di gran lunga più brillante mai osservata in questa fase evolutiva del’Universo. Con la scoperta di CR7 e altre galassie brillanti, lo studio poteva considerarsi già un successo, ma ulteriori indagini hanno fornito altre notizie stimolanti. Gli strumenti X-shooter e SINFONI sul VLT hanno trovato in CR7 una forte emissione dell’elio ionizzato ma, sorprendentemente, nessun segno di elementi più pesanti in una zona brillante della galassia. Ciò significa che gli astronomi hanno scoperto la prima evidenza significativa della presenza di gruppi di stelle di Popolazione III che hanno ionizzato il gas all’interno di una galassia nell’Universo primordiale.

ESO: Best Observational Evidence of First Generation Stars in the Universe

arXiv: Evidence for PopIII-like stellar populations in the most luminous Lyman-α emitters at the epoch of re-ionisation: spectroscopic confirmation