Le osservazioni di James Webb rivelano un Universo primordiale sempre più diverso da come lo immaginavamo

Le osservazioni effettuate con il telescopio spaziale James Webb sembrano confermare che ancora non ci siamo con la comprensione dell’Universo primordiale, Quello che stiamo scoprendo differisce da ciò che prevedevamo.

Rappresentazione artistica della galassia MoM-z14, la più distante finora scoperta, brillantissima e ricca di azoto.
Rappresentazione artistica della galassia MoM-z14, la più distante finora scoperta, brillantissima e ricca di azoto.

Ciò che stiamo scoprendo dell’Universo primordiale è ben diverso da ciò che avevamo immaginato.

La scoperta recentissima della galassia MoM-z14 ne è una prova. Possiamo infatti metterla nella categoria delle scoperte problematiche che non risolvono ma sollevano ulteriori problemi.

Nel caso in questione tre sono i problemi. Questa galassia è molto più brillante di quanto prevedesse la teoria, perché contiene troppe stelle e troppo luminose per la sua giovane età. Essa contiene troppo azoto, in quantità che ci si aspetterebbe in galassie formatesi miliardi di anni dopo il Big Bang. Per ultimo, mostra nei suoi dintorni evidenze di "reionizzazione", almeno con un anticipo di 100 milioni di anni rispetto alle previsioni.

In una sola frase: è giovanissima ma mostra le caratteristiche di una galassia molto più vecchia.

Mai prima d’ora l’astronomia era riuscita ad osservare queste epoche così remote, le aveva potuto solo immaginare per mezzo di modelli matematici.

Oggi, finalmente possiamo osservare queste epoche primordiali direttamente soprattutto grazie al telescopio spaziale James Webb. Questo non solo sta continuando a battere record ma addirittura sta battendo i suoi stessi record!

MoM-z14 troppo brillante e con troppo azoto per essere lì dove è

Con la galassia MoM-z14 James Webb ha osservato l’oggetto in assoluto più distante, distante circa 13.5 miliardi di anni, o se vogliamo un oggetto dell’Universo primordiale quando questo aveva appena 280 milioni di anni.

Campo stellare in cui è stata scoperta la galassia MoM-z14 con la camera NirCam di James Webb. Credit: NASA/ESA/CSA
Campo stellare in cui è stata scoperta la galassia MoM-z14 con la camera NirCam di James Webb. Credit: NASA/ESA/CSA

MoM-z14 è la galassia più distante e quindi la più giovane nata dopo il Big Bang finora scoperta. Tuttavia, l’autore principale dello studio, Rohan Naidu del Massachusetts Institute of Technology’s, precisa nell’articolo pubblicato sull’Open Journal of Astrophysics, che future osservazioni spettroscopiche permetteranno di verificare la vera natura di MoM-z14.

MoM-z14 risulta 100 volte più brillante di quanto si fosse ipotizzato.Inoltre, possiede un eccesso di azoto.

Questo eccesso di azoto era già stato riscontrato in una popolazione di stelle molto vecchie nella nostra Galassia. Magari in futuro scoprendo in queste stelle (a noi molto vicine) l’origine della loro ricchezza di azoto potremo capire meglio l’origine e la natura di MoM-z14 che condivide questa stessa caratteristica.

Sappiamo che l’azoto viene prodotto nel nucleo delle stelle e che, con la loro morte, nel corso di miliardi di anni l’Universo ne è stato via via arricchito. Il problema è che le stelle presenti in MoM-z14 sono troppo giovani per aver avuto tempo di produrre così tanto azoto e di arricchirne la composizione chimica della galassia.

Altra peculiarità di MoM-z14 è la scarsezza di idrogeno nelle sue vicinanze, scarsezza che invece ci si aspettava avvenisse più tardi, dopo circa 400 milioni di anni dal Big Bang, durante una fase anche nota come fase di reionizzazione.

La "reionizzazione" è la fase in cui l’abbondanza di radiazione UV emessa dall’esplosione di nascita di stelle aveva determinato una nuova ionizzazione su scala cosmica dell’idrogeno.

L'esistenza di galassie così inaspettatamente brillanti come MoM-z14 sta mostrando che le pochissime inizialmente trovate da Hubble non erano un caso, ma piuttosto sono indicazione che le prime fasi di vita dell’Universo non sono ancora ben comprese.

Riferimento allo studio

"A Cosmic Miracle: A Remarkably Luminous Galaxy at z =14.44 Confirmed with JWST" R. Naidu et al. arxiv 2026, in press