Scoperta una molecola di ossigeno fuori dalla Via Lattea: la più antica di sempre

Scoperta la prima molecola di ossigeno fuori dalla Via Lattea

L’ossigeno nella sua forma molecolare non era mai stato rilevato all’esterno della nostra galassia. Questo gas molecolare è stato scoperto nella galassia Markarian 231 e in particolare vicino al nucleo, una quasar brillantissima.

Un bagliore nel buio

Osservando con Alma una galassia distante, Macs1149-Jd1, un team internazionale di astronomi ha rivelato un debole chiarore emesso dall’ossigeno ionizzato nella galassia. Mentre questa luce infrarossa viaggiava nello spazio, l’espansione dell’universo ne allungava più di dieci volte la lunghezza d’onda, fino a quando è giunta sulla Terra ed è stata rivelata da Alma. Gli astronomi hanno dedotto che il segnale è stato emesso 13,3 miliardi di anni fa, il che ne fa l’ossigeno più distante mai osservato da un telescopio. La presenza di ossigeno è un chiaro segno che devono essere esistite nella galassia generazioni precedenti di stelle. Oltre al bagliore dell’ossigeno catturato da Alma, un segnale più debole, dovuto all’emissione di idrogeno, è stato rivelato dal Vlt (Very Large Telescope) dell’Eso. La distanza della galassia, determinata per mezzo di questa osservazione, è compatibile con la distanza ottenuta dall’osservazione dell’ossigeno. Ciò rende Macs1149-Jd1 la galassia più lontana con una misura precisa di distanza, nonché la galassia più distante mai osservata con Alma o con il Vlt. Hanno trovato che la luminosità osservata della galassia si spiega perfettamente con un modello in cui l’inizio della formazione stellare corrisponde a soli 250 milioni di anni dopo l’inizio dell’universo. La maturità delle stelle viste in Macs1149-Jd1 solleva la questione di quando le prime galassie siano emerse dall’oscurità totale, un’epoca che gli astronomi chiamano, romanticamente, “alba cosmica”.

Questa immagine, ottenuta con il telescopio spaziale Hubble, mostra l’ammasso di galassie Macs J1149.5+2223.

Un ossigeno spaziale

L’ossigeno è sul podio, al terzo posto dopo idrogeno e elio, per abbondanza nell’universo. Un’ipotesi è che buona parte dell’ossigeno nello spazio sia legato ad idrogeno e si presenti sotto forma di acqua ghiacciata che si lega a particelle di polvere. In generale, lo studio della distribuzione dell’ossigeno nella nostra galassia è complesso. E questo anche a causa del fatto che l’atmosfera terrestre può influenzare la possibilità di rilevarlo. Il problema dell’interferenza dell’atmosfera terrestre si risolverebbe qualora si andasse a studiare la presenza di ossigeno al di fuori della nostra galassia, dato che a causa di complessi fenomeni fisici questa interferenza verrebbe meno. Tuttavia, rintracciarlo rimane comunque molto complicato e, nonostante ripetute osservazioni, ad oggi gli scienziati non c’erano riusciti. Soltanto ora per la prima volta il gruppo, coordinato dallo Shanghai Astronomical Observatory dell’Accademia cinese delle scienze, ha annunciato di averlo avvistato al di fuori della Via Lattea, nella galassia Markarian 231.

Una luminosità speciale

In astronomia un quasar è un corpo celeste compatto extragalattico, caratterizzato dall’emissione di un’enorme quantità di energia nella banda ottica superiore a quella emessa da un centinaio di galassie. L’emissione potrebbe essere causata appunto dall’interazione fra la fuga di gas molecolare dal nucleo galattico e quello presente nelle nubi molecolari del disco esterno, come spiegano gli autori nello studio. In particolare, le quasar sono nuclei galattici attivi estremamente brillanti, con una luminosità anche migliaia di volte più alta rispetto a quella riscontrata nella Via Lattea. Per questo, studiare le emissioni di questi nuclei è importante per comprendere le evoluzione di queste galassie e avere informazioni in più sull’universo. Questo primo rilievo di ossigeno molecolare extragalattico fornisce uno strumento ideale per studiare la fuoruscita di gas molecolare dal nucleo galattico attivo su scale di tempo dinamiche di decine di milioni di anni.

Rappresentazione artistica dei due buchi neri al centro della galassia Markarian 231.

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