Gli astronomi potrebbero aver trovato le prime stelle dell'universo: "nate 200 milioni di anni dopo il Big Bang"

Da decenni ci si chiede come siano le "prime stelle", cioè le prime formatesi dopo il Big Bang. Allora l'Universo aveva un'età di appena l'1% di quella attuale. Finalmente sembra sia stata scoperta la migliore candidata.

Prime stelle
Rappresentazione artistica di una "prima stella" formatasi circa 200 milioni di anni dopo il Big Bang. Credit: N. R. Fuller National Science Foundation

Le “prime stelle” formatesi nell’Universo, quindi nate dopo il Big Bang, continuano ad alimentare la curiosità degli astronomi. Ci si chiede come siano fatte, quando si siano formate, come e quante se ne sono formate.

Stiamo parlando di stelle formatesi quando l’Universo aveva un’età di qualche percento dell’età attuale. Per usare un’analogia con l’evoluzione umana, è come se finora noi non avessimo mai visto e non sapessimo nulla dei nostri antenati all’inizio dell’evoluzione umana.

Da anni si cercano queste “prime stelle”, in un'alternanza tra scoperte e successive smentite.

Cosa hanno di così speciale?

Le stelle ancora oggi continuano a nascere. Esistono numerose regioni all’interno della nostra Galassia in cui è in corso la formazione di stelle. Queste regioni vengono designate con la sigla SFR, cioè Star Forming Regions. Grazie alla loro vicinanza e alla sempre maggiore potenza sia dei telescopi sia delle tecniche di osservazione ed analisi delle immagini, sappiamo abbastanza bene come queste stelle si formino e come l’ambiente circostante influenzi la formazione stellare.

Lo stesso ancora non possiamo dire delle “prime stelle”. Scoprirle getterebbe luce sulle condizioni e sulle proprietà dell’Universo all’epoca in cui queste si sono formate, sarebbe un ulteriore potente strumento per investigare l’Universo primordiale.

Scoprire e studiare le “prime stelle” aprirebbe una finestra alla comprensione dell’Universo primordiale.

Tuttavia, sebbene le si cerchi da decenni, rimane difficile trovarne.

Perché è così difficile trovarle

L’ostacolo alla loro scoperta è la distanza. Essendosi formate nell’Universo primordiale, quindi miliardi e miliardi di anni fa, esse sono miliardi e miliardi di anni luce lontane da noi.

La luce da loro emessa, dovendo attraversare distanze così grandi, viene via via interamente assorbita dalla polvere intergalattica, nascondendole alla vista.

Lente gravitazionale
Esempio di lente gravitazionale (la "Ferro di cavallo" in questa immagine presa dal telescopio Hubble) grazie alla quale è possibile osservare e studiare oggetti così lontani che altrimenti resterebbero invisibili. Credit: ESA/Hubble & NASA

L’unica speranza per riuscire a osservare oggetti così lontani è la possibilità di utilizzare una “lente di ingrandimento”. Si, parliamo proprio dell’effetto di “lente gravitazionale” grazie al quale si riesce a vedere ingranditi e intensificati in luminosità oggetti così lontani che, altrimenti, resterebbero assolutamente invisibili.

La candidata “prima stella” LAP1-B

E’ proprio una di queste lenti gravitazionali che ha fatto recentemente scoprire una probabile candidata “prima stella”. Anzi non si tratta di una singola stella ma di un sistema stellare multiplo, chiamato LAP1-B.

Esso si trova dietro un immenso ammasso di galassie chiamato MACS J0416 che, a motivo della sua immensa massa, distorce lo spazio e devia i raggi di luce di LAP1-B intensificando e ingrandendo l'immagine.

Un team di ricercatori dell’Università di Toledo in Ohio (USA) guidato da Eli Visbal, analizzando immagini prese dal telescopio spaziale James Webb della lente gravitazionale MACS J0416, ha individuato un sistema stellare che sembra proprio essersi formato circa 200 milioni di anni dopo il Big Bang, cioè tra le prime stelle formatesi nell’Universo.

Perché proprio lei e non altre

Secondo i ricercatori specialisti nell’argomento, le “prime stelle” per essere tali devono soddisfare tre diverse proprietà. Molte candidate sono state rigettate nel corso degli anni poiché non soddisfacevano una o più proprietà. Sembra finalmente che LAP1-B le soddisfi tutte e tre.

Storia dell'Universo
Rappresentazione delle diverse fasi evolutive dell'Universo, con idicazione dell'età a partire dalla quale le stelle hanno iniziato a formarsi. Credit: NASA

Deve essere costituita da solo idrogeno ed elio, cioè gli elementi che si sono formati durante il Big Bang. Gli elementi più pesanti si sono formati ad epoche successive all’interno di questa prima generazione di stelle e poi liberati nello spazio dopo la loro morte.

Inoltre, esse devono essere massicce con valori compresi tra 10 e 1000 volte la massa del Sole. Infine, devono essersi formati in gruppi relativamente piccoli con massa complessiva di poche migliaia di masse solari. La nostra LAP1-B sembra soddisfi tutti e tre i criteri. Ma non finisce qui...la ricerca di altre candidate "prime stelle" continua .

Riferimento allo studio

"LAP1-B is the First Observed System Consistent with Theoretical Predictions for Population III Stars" Eli Visbal et al 2025 ApJL 993 L17 DOI 10.3847/2041-8213/ae122f