Utilizzando il James Webb, sono state individuate molecole organiche complesse in una galassia a più di 12 miliardi di anni luce di distanza dalla Terra. Si tratta della galassia più distante in assoluto di cui si conosce l’esistenza di queste molecole.

La galassia si chiama SPT0418-47, e si tratta di un oggetto scoperto utilizzando il South Pole Telescope della National Science Foundation, e precedentemente identificato come una galassia oscurata dalla polvere. SPT0418-47 si trova a 12 miliardi di anni luce dalla Terra, corrispondente a un’epoca in cui l’Universo aveva circa il 10% della sua età attuale. La vediamo grazie al fenomeno di lente gravitazionale: la galassia risulta infatti ingrandita di un fattore di circa 30-35, come una vera e propria lente d’ingrandimento.

Il professore di astronomia e fisica dell’Università dell’Illinois Urbana-Champaign Joaquin Vieira, co-autore dello studio, ha spiegato:

Questo ingrandimento si verifica quando due galassie sono quasi perfettamente allineate dal punto di vista della Terra e la luce della galassia sullo sfondo viene deformata e ingrandita dalla galassia in primo piano in una forma ad anello, nota come anello di Einstein.

Ed è proprio un anello luminoso quello che apprezziamo. Poiché SPT0418-47 si allinea quasi perfettamente con una seconda galassia a soli 3 miliardi di anni luce, dalla nostra prospettiva sulla Terra, la radiazione della galassia lontana viene deviata, ingrandita e disposta su una struttura ad anello attorno alla galassia vicina. Di seguito, un’infografica che spiega meglio il fenomeno.

Gas arricchito di elementi pesanti

Il prof. Vieira e lo studente laureato Kedar Phadke hanno collaborato con i ricercatori della Texas A&M University e un team internazionale di scienziati per distinguere tra i segnali infrarossi generati da alcuni dei grani di polvere più massicci e più grandi di SPT0418-47. I dati spettroscopici suggeriscono che il gas interstellare oscurato è arricchito di elementi pesanti, indicando che generazioni di stelle sono già vissute ed esplose in supernova.

Il composto organico specifico rilevato dai ricercatori tra i dati è un tipo di molecola chiamata idrocarburo policiclico aromatico. Sulla Terra, queste molecole si trovano nei gas di scarico prodotti dai motori a combustione o dagli incendi boschivi. Essendo costituite da catene di carbonio, queste molecole organiche sono considerate i mattoni fondamentali per le prime forme di vita.

I nuovi dati di Webb consentono di osservare la composizione atomica e molecolare della galassia, fornendo informazioni molto importanti sulla formazione delle galassie, sul loro ciclo di vita e su come si evolvono. Quello che questa nuova ricerca ci sta dicendo è che possiamo vedere tutte le regioni in cui si trovano questi granelli di polvere più piccoli, regioni che non avremmo mai potuto vedere prima del JWST.

Idrocarburi policiclici aromatici in una galassia a 12 miliardi di anni da qui

I granelli di polvere presenti nello spazio assorbono circa la metà della radiazione emessa dalle stelle nel corso dell’intera storia dell’Universo. Successivamente, questi granelli emettono l’energia assorbita sotto forma di radiazione infrarossa. Gli Idrocarburi Policiclici Aromatici (IPA) sono grandi molecole organiche, che si trovano sui granelli di polvere di dimensioni millimetriche e influenzano il processo di raffreddamento del gas interstellare all’interno delle galassie.

Le osservazioni degli IPA nelle galassie distanti sono state difficili in passato a causa delle limitazioni dei telescopi infrarossi precedenti, in termini di sensibilità e copertura delle lunghezze d’onda. Tuttavia, con il James Webb gli scienziati sono riusciti a rilevare gli IPA a una lunghezza d’onda di 3,3 micrometri in una galassia che è stata osservata meno di 1,5 miliardi di anni dopo il Big Bang.

“Non ce lo aspettavamo” ha detto Vieira. “Rilevare queste molecole organiche complesse a una distanza così vasta sta cambiando il gioco per quanto riguarda le osservazioni future.”

Lo studio, pubblicato su Nature, è reperibile qui.