Roma – La reionizzazione cosmica, un’importante transizione avvenuta nell’Universo primordiale, potrebbe essere avvenuta circa 330 milioni di anni dopo il Big Bang. Lo suggerisce uno studio, pubblicato sulla rivista Nature, condotto dagli scienziati dell’Università di Copenhagen. Il team, guidato da Joris Witstok, ha utilizzato i dati raccolti dal James Webb Space Telescope per osservare una delle prime galassie note nell’atto della reionizzazione. Dopo il calore rilasciato dal Big Bang, spiegano gli esperti, l’Universo si è gradualmente raffreddato fino a quando i protoni e gli elettroni liberi si sono combinati in gas di carica neutra, principalmente idrogeno ed elio.
GIADE-GS-z13-1
JADES-GS-z13-1 nel campo GOODS-S (immagine NIRCam, annotata)
Un’area dello spazio profondo è coperta da una dispersione di galassie di varie forme e colori che vanno dal blu al biancastro all’arancione, oltre ad alcune stelle vicine. Un quadratino molto piccolo è mostrato ingrandito, in un riquadro a sinistra. Al centro un punto rosso, una galassia lontana, è contrassegnato da linee ed etichettato “Redshift (z)=13”, a indicare la sua distanza estrema. Due galassie molto più grandi sono etichettate “z=0,63” e “z=0,70”. Il riquadro è intitolato “JADES-GS-z13-1”
Crediti: ESA/Webb, NASA & CSA, collaborazione JADES, J. Witstok, P. Jakobsen, A. Pagan (STScI), M. Zamani (ESA/Webb)
Questo periodo, generalmente noto come età oscura cosmica, è stato seguito dalla formazione delle prime galassie, che hanno illuminato il cosmo. In effetti, continuano gli scienziati, i fotoni di specifiche lunghezze d’onda ultraviolette (UV), note come continuum di Lyman, sarebbero stati assorbiti dall’idrogeno neutro, mentre lunghezze d’onda più corte avrebbero reionizzato il gas, rendendo l’Universo trasparente ai fotoni di Lyman. La tempistica di questo processo, chiamato reionizzazione cosmica, non è ancora ben chiara. Le osservazioni del JWST hanno permesso di individuare galassie luminose che producevano UV quando l’Universo aveva meno di 300 milioni di anni, ma sono mancate prove dirette della reionizzazione. In questo lavoro, i ricercatori hanno rilevato un segnale di reionizzazione in atto nella galassia JADES-GS-z13-1-LA, avvenuto 330 milioni di anni dopo il Big Bang. L’emissione luminosa è identificata come Lyman-α, un segnale di idrogeno neutro in transizione da uno stato eccitato allo stato fondamentale. Ciò significa che la galassia ha prodotto abbastanza fotoni UV per eccitare il suo idrogeno neutro. Gli autori notano che la probabile fonte di ionizzazione è costituita da stelle calde massicce o da un buco nero supermassiccio. I risultati, concludono gli scienziati, offrono nuove intuizioni sulla natura delle prime galassie, aiutando a limitare l’inizio e la cronologia della reionizzazione cosmica.(30Science.com)
