“Grappolo d’uva cosmica”: questa galassia ci farà riscrivere tutto ciò che credevamo di sapere
Si mostra simile ad grappolo d’uva, dove i singoli acini sono enormi regioni di formazione stellare in rotazione. Si tratta di una remotissima galassia primordiale la cui struttura è completamente diversa da come credevamo.
Parliamo di una galassia che si è formata appena 900 milioni di anni dopo il Big Bang, quindi una di quelle che viene definita primordiale. Questa galassia era stata osservata dal telescopio spaziale Hubble, il quale nell'infrarosso ne aveva svelato un disco in rotazione e dall’aspetto estremamente liscio.
L'universo primordiale accessibile grazie alla lente gravitazionale
Ci si chiede subito come sia mai possibile osservare e risolvere spazialmente (cioè vederne un’immagine non puntiforme) galassie così lontane. Si pensi che questa è così lontana che la sua luce ha impiegato quasi 13 miliardi di anni per raggiungere la Terra.
La risposta alla domanda è NO, non è possibile. Tranne che non sia intervenuto un effetto di lente gravitazionale che ne ha ingrandito e intensificato in luminosità la sua immagine. E’ proprio il caso di questa galassia.
Sebbene a circa 13 miliardi di anni luce di distanza, grazie alla lente gravitazionale (prodotta da un ammasso di galassie frapposto tra essa e noi), è stato possibile per il telescopio Hubble risolverne l’immagine.
La possibilità, possiamo dire rara, di osservare nel dettaglio una galassia primordiale ha attirato l’attenzione di altri astronomi che hanno pensato di osservarla con il radiotelescopio ALMA e con il telescopio spaziale James Webb.
Una sinergia vincente tra telescopio ALMA e James Webb
Centinaia di ore di osservazioni con ALMA (che fanno di questa galassia quella più osservata nell’Universo primordiale) e osservazioni con il James Webb, grazie al potere risolutivo grandemente maggiore di quello di Hubble, hanno rivelato che la struttura del disco di questa galassia è tutt’altro che liscia.
Ne è venuto fuori dalle immagini dei telescopi quello che è stato definito un "grappolo d’uva cosmico" (Cosmic Grape). L’elevata risoluzione ha mostrato almeno 15 diversi centri di elevata attività di formazione stellare, ciascuno dalle dimensioni che vanno dai 30 ai 200 anni luce, e che da soli spiegano il 70% di tutta la luminosità UV di questa galassia.
È stato possibile quindi osservare per la prima volta la struttura su piccola scala e la rotazione su larga scala del disco di una galassia primordiale.
Pensavamo fossero diverse
Il risultato stupefacente è che non si tratta di una galassia rara, ma una tipica galassia primordiale. Pertanto, è possibile che tante altre galassie che ai telescopi a più bassa risoluzione sono apparse con dischi lisci, quando saranno osservate a più elevata risoluzione appariranno anche esse simili a grappoli cosmici di uva.
Ad oggi le simulazioni di evoluzione delle galassie primordiali non sono in grado di riprodurre un numero così elevato di regioni di formazione stellare nelle galassie rotanti. Pertanto, questa scoperta solleva nuovi interrogativi su come si formano ed evolvono le galassie.
È probabile che la nostra conoscenza potrebbe necessitare di una revisione significativa. Le osservazioni future saranno fondamentali per rivelare se tali strutture a grappolo d'uva fossero comuni nelle fasi giovanili dell'universo.
Riferimento allo studio
"Primordial rotating disk composed of at least15 dense star-forming clumps at cosmic dawn" Fujimoto, S., Ouchi, M., Kohno, K. et al. Nat Astron (2025). https://doi.org/10.1038/s41550-025-02592-w