Gli astronomi stanno monitorando una galassia gigantesca che si sta espandendo 1,2 miliardi di anni dopo il Big Bang

Le prime osservazioni del telescopio James Webb hanno rivelato l'esistenza di galassie massicce quando l'Universo aveva meno di un miliardo di anni. Queste scoperte hanno sollevato nuovi interrogativi sulla velocità con cui grandi strutture potevano formarsi dopo il Big Bang.

Le galassie crescono attraverso diversi meccanismi, come la continua formazione di stelle per accrescimento di gas e la fusione con altre galassie. Nell'attuale modello cosmologico, le collisioni e le fusioni tra sistemi più piccoli giocano un ruolo fondamentale nella formazione di galassie sempre più massicce.

Ora, gli astronomi hanno identificato un gruppo compatto di sei giovani galassie interagenti quando l'Universo aveva poco più di 1,2 miliardi di anni. Le prove suggeriscono che questi sistemi siano in procinto di fondersi e potrebbero formare un'unica galassia, molto più massiccia.

Fusione di galassie

Le fusioni galattiche si verificano quando due o più sistemi si legano gravitazionalmente e interagiscono per centinaia di milioni o addirittura miliardi di anni. In questo processo, le stelle raramente si scontrano direttamente, ma la gravità ne altera le orbite e ridistribuisce gas, polveri e materia oscura.

Quando le galassie si avvicinano, l'attrito dinamico fa sì che perdano energia orbitale e si avvicinino a spirale. Dopo passaggi successivi, i loro dischi e aloni di materia oscura si sovrappongono fino a quando i nuclei si fondono in un unico sistema.

Come crescono le galassie?

La crescita delle galassie avviene attraverso diversi meccanismi nel corso della storia cosmica. Uno di questi è l'accrescimento continuo di gas dal mezzo intergalattico, che fornisce la materia prima per la formazione di nuove stelle. Un altro meccanismo è l'incorporazione di galassie più piccole.

Nel modello cosmologico ΛCDM, le fusioni galattiche sono uno dei processi principali responsabili della formazione delle galassie più grandi dell'Universo. Le galassie più piccole emergono per prime e, nel tempo, si fondono attraverso successive interazioni gravitazionali.

Sistema con 6 galassie

Una nuova ricerca ha analizzato un gruppo di sei giovani galassie, denominato SCGG-z5, risalenti a un'epoca in cui l'Universo aveva solo circa 1,2 miliardi di anni. I ricercatori hanno confermato che tutte e sei le galassie appartengono allo stesso sistema e occupano una regione di circa 52.000 anni luce di diametro.

L'analisi delle loro velocità mostra che possono effettuare molteplici avvicinamenti ravvicinati in circa 14 milioni di anni. Questo sistema offre uno sguardo sulla nascita di una galassia massiccia nell'Universo primordiale.

Osservazioni

I confronti con la simulazione cosmologica EAGLE indicano che le sei galassie del sistema SCGG-z5 dovrebbero fondersi completamente in un'unica galassia entro 400 milioni di anni. Dopo questa fusione, il nuovo sistema continuerà ad accumulare massa attraverso l'accrescimento di gas e nuove interazioni gravitazionali.

Le previsioni suggeriscono che potrebbe raggiungere una massa stellare prossima ai 100 miliardi di masse solari e diventare la galassia centrale di un ammasso. I ricercatori stimano che l'intero processo richiederà circa 800 milioni di anni. Ciò significa che James Webb ha registrato il sistema in una fase breve della sua evoluzione.