Il telescopio Webb scopre un nuovo oggetto nell’universo primordiale
Il telescopio spaziale James Webb, in funzione dal 2022, ha fornito viste senza precedenti del cosmo. Le sue immagini nitide mostrano un progresso significativo rispetto al telescopio spaziale Hubble, consentendo osservazioni più dettagliate dell’universo. Recentemente, uno studio che presenta nuove scoperte è stato pubblicato sul server di prestampa arXiv.
Questa capacità di Webb è diventata chiara con l’analisi dell’ammasso di galassie MACS J0308.9+2645, una registrazione inizialmente proveniente da Hubble. Quest’area dello spazio, ricca di galassie e di fenomeni di lente gravitazionale, aveva precedentemente rivelato sistemi stellari formatisi circa 13 miliardi di anni fa, quando l’universo aveva appena 1 miliardo di anni. Tali galassie apparivano come “archi gravitazionali” deformati, con la loro luce amplificata dalla massa dell’ammasso. Tuttavia, altre scoperte aspettavano di essere rivelate.
In una recente ricerca, l’astrofisico Homer Dávila Gutierrez ha individuato un nuovo oggetto che potrebbe essere un arco gravitazionale all’interno dello stesso ammasso MACS J0308.9+2645.
Gutierrez è conosciuto come il fondatore e direttore di SKYCR.ORG, un portale di notizie in lingua spagnola dedicato all’astronomia e all’esplorazione spaziale. È anche il primo cittadino della Costa Rica ad essere eletto membro della Royal Astronomical Society e della European Astronomical Society.
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Il ricercatore ha confermato il rilevamento del candidato arco, chiamato A1, dopo aver esaminato i dati storici della Near Infrared Camera (NIRCam) del James Webb Space Telescope. Queste informazioni sono state raccolte durante la campagna General Observation 5293 di Webb.
La lente gravitazionale, un fenomeno previsto dalla Teoria della Relatività Generale di Albert Einstein, si verifica quando oggetti massicci curvano lo spazio-tempo. La luce, quando attraversa questo campo gravitazionale, viene distorta e amplificata. Da molti anni gli astronomi utilizzano queste “lenti” naturali, formate da oggetti in primo piano, per visualizzare sorgenti luminose più deboli e distanti.
La galassia individuata da Gutierrez presenta i tratti tipici di questo effetto, con una forma allungata e curva. Ha scoperto l’oggetto A1 esaminando 54 aree pubbliche catturate dalla NIRCam di JWST, valutando 1.591 potenziali candidati. Tra tutti, solo A1 si è rivelato un forte candidato per un arco gravitazionale, indicando la sua possibile esistenza nelle prime fasi dell’universo.
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Come spiegato da Gutierrez, tre fattori essenziali rendono unica la A1. La sua geometria, essendo piuttosto allungata con un rapporto assiale di circa 6,5, e il suo preciso allineamento tangenziale rispetto al centro dell’ammasso, sono coerenti con la deformazione dovuta alla lente gravitazionale. Inoltre, la sua luminosità la rende la sorgente più luminosa tra quelle allungate della regione, facilitando la misurazione. Infine, A1 non è inclusa in nessun catalogo esistente di lenti gravitazionali, come SIMBAD, NED o VizieR.
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L’astrofisico ha riferito che, contattando il team responsabile del programma GO-5293, è stato confermato che l’oggetto non si sovrapponeva ad altri sistemi oggetto di studio. “Una sorgente simile ad un arco reale, luminosa e non catalogata in un enorme ammasso selezionato da Planck è ciò che ha reso interessante l’indagine”, ha detto.
Utilizzando lo strumento fotometrico EAZY per un’analisi multibanda, Gutierrez ha calcolato un valore di redshift di z ≈ 4,4. Questi dati collocano A1 nel primo miliardo di anni di esistenza dell’universo. Un’analisi successiva, utilizzando un metodo sviluppato dall’astrofisica israeliana Ana Acebron nel 2018, ha imposto limiti alla massa dell’ammasso MACS J0308.9+2645, indicando che l’oggetto A1 ha subito un ingrandimento di sette volte.
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Con gli aggiustamenti fotometrici effettuati, A1 si rivela una galassia con un redshift di circa z ≈ 1,4, il che significa che stiamo osservando com’era 9 miliardi di anni fa. Questo oggetto si trova dietro l’ammasso MACS J0308.9+2645, che ha uno spostamento verso il rosso di z = 0,356 ed è uno dei più massicci mai rilevati. La luce proveniente da A1, quando passa attraverso l’ammasso, è stata sottoposta a una semplice lente gravitazionale, risultando in un’immagine allungata e leggermente ingrandita dalla forza gravitazionale dell’ammasso, e non in immagini multiple.
“La posizione stimata di A1, a circa 51 secondi d’arco dal centro dei raggi X dell’ammasso, e il suo allungamento tangenziale sono in buon accordo con l’immagine osservata”, ha detto Gutierrez. Ha aggiunto che il test finale, che prevede un modello di lente gravitazionale aggiornato dell’ammasso con i recenti dati JWST, rimane in fase di sviluppo.
La ricerca ha indicato anche la presenza di un secondo oggetto potenzialmente simile, denominato A2, che condivide caratteristiche geometriche con A1. Tuttavia, questa sorgente luminosa è notevolmente più debole, più piccola, più allungata e la sua misurazione fotometrica è meno precisa. La distanza proiettata di A2 rispetto al cluster centrale è simile a quella di A1.
“Questa situazione è rilevante perché il problema fotometrico che ha influenzato la stima iniziale dello spostamento verso il rosso di A1 – dove le misurazioni del catalogo catturano solo una piccola parte della luce da una fonte estesa – ha un ulteriore impatto su una fonte meno luminosa come A2”, ha spiegato Gutierrez. Considerava la natura e il redshift di A2 come punti da chiarire, in attesa della stessa rianalisi corretta applicata ad A1.
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Il risultato più entusiasmante di queste scoperte è l’indicazione che innumerevoli altre galassie candidate potrebbero essere nascoste nei dati raccolti dal telescopio Webb.
“La raccolta pubblica di Webb sta crescendo a un ritmo che supera la capacità di analisi individuale, e questa scoperta dimostra che i dati precedentemente rilasciati contengono informazioni cruciali, accessibili a ricercatori dedicati”, ha affermato Gutierrez. Ha anche sottolineato una lezione importante: la fotometria del catalogo automatizzato può generare errori significativi per sorgenti di grandi dimensioni, come nel caso in cui inizialmente era stato suggerito uno spostamento verso il rosso molto maggiore. Pertanto, sono essenziali la verifica, nuove misurazioni indipendenti e la comunicazione con il team del programma originale.
“Il passo più gratificante in tutto questo processo è stata la collaborazione: il team GO-5293 ha dato il suo supporto, ha confermato che l’oggetto non era catalogato e ora stiamo sviluppando congiuntamente il loro modello di lente aggiornato per definire la natura di A1”, ha concluso. Ha sottolineato l’importanza delle partnership tra ricercatori autonomi e team di programma che utilizzano dati pubblici, esemplificando il funzionamento ideale dell’archivio Webb.
