Gli astronomi potrebbero aver individuato per la prima volta delle stelle appartenenti alla cosiddetta Popolazione III, le stelle formatesi subito dopo il Big Bang, composte esclusivamente da idrogeno, elio e tracce di litio.
Il team, guidato da Ari Visbal dell’University of Toledo, ha analizzato osservazioni del James Webb Space Telescope (JWST) riguardanti l’oggetto candidato a galassia remota noto come LAP1‑B, scoperto di recente. Ritiene che esso soddisfi tre predizioni teoriche chiave per le stelle primordiali: la formazione in un alone di materia oscura con massa dell’ordine di 50 milioni di masse solari, la presenza di stelle estremamente massicce (da decine a qualche centinaio di masse solari) e un piccolo ammasso globale di poche migliaia di masse solari. Il gas attorno al sistema presenta anche abbondanze metalliche molto basse, coerenti con un ambiente in cui le prime supernovae hanno appena iniziato a immettere elementi pesanti.
Se le analisi saranno confermate, potremo dire di stare osservando le primissime stelle dell’Universo, quando aveva appena 200 milioni di anni, meno dell’1% della sua età attuale.
Formazione e caratteristiche di LAP1‑B
Il candidato sistema di stelle primordiali LAP1‑B, è stato individuato grazie alle osservazioni con il Webb, in combinazione con l’effetto di lente gravitazionale prodotto da un ammasso di galassie posto davanti a esso: questo amplifica la luce dell’oggetto remoto, rendendo possibile la rilevazione.
Secondo lo studio, il sistema si è formato all’interno di un alone di materia oscura con massa stimata di circa 50 milioni di volte quella del Sole, in linea con quanto previsto dalla teoria per la Popolazione III. Le stelle all’interno del sistema sono molto massicce, stimate tra decine e fino a 1 000 masse solari, e raggruppate in un ammasso compatto di poche migliaia di masse solari complessive, un’ulteriore corrispondenza con le predizioni teoriche che indicano come queste stelle dovessero nascere in piccoli raggruppamenti e non in grandi popolazioni.
L’analisi spettrale del gas circostante rivela abbondanze metalliche estremamente basse: questo suggerisce che stiamo osservando un sistema molto vicino alla formazione primordiale, ancora poco contaminato dagli elementi pesanti prodotti dalle supernovae. Elementi come azoto, carbonio e ossigeno (detti metalli dagli astronomi, perché più pesanti dell’elio), che si riscontrano in ambienti più evoluti, risultano qui in quantità minime. Ciò conferma che potremmo star davvero osservando la prima generazione di stelle.
Implicazioni e prospettive future
Se confermato, il rilevamento di LAP1‑B come sistema di stelle di Popolazione III potrebbe fornire un importante frammento di informazione sulla fase iniziale dell’evoluzione strutturale dell’Universo: sapere come e dove si formarono le prime stelle aiuta a capire i processi che hanno portato all’aggregazione delle prime galassie e alla successiva formazione di elementi chimici complessi.
Tuttavia, restano elementi di incertezza: ad esempio, la quantità di materiale effettivamente eiettato dalle prime supernovae potrebbe differire da quella prevista dai modelli, e le simulazioni della fisica dell’Universo primordiale presentano ancora limiti.
Per questo, il team sottolinea come LAP1‑B rappresenti un “caso‐studio guida” che può indirizzare la ricerca futura: lo stesso metodo combinato di James Webb + lente gravitazionale potrà essere applicato ad altri bersagli analoghi, ampliando il censimento di sistemi primordiali. In questo senso, la scoperta, anche se non definitiva, segna una tappa rilevante, e stimola un nuovo approccio osservativo verso la rivelazione delle stelle più antiche del cosmo.
Lo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal Letters, è reperibile qui.
