A circa 12 miliardi di anni luce dalla Terra, il telescopio spaziale James Webb ha osservato un sistema composto da almeno sei galassie in fase di fusione. Secondo gli astronomi, questo oggetto rappresenta una delle prime fasi di formazione di una delle più grandi galassie dell’Universo, mentre al suo centro sta crescendo anche un buco nero supermassiccio.
La scoperta riguarda il sistema denominato TGSSJ1530+1049, osservato quando l’Universo aveva appena 1.8 miliardi di anni. Gli astronomi erano inizialmente interessati a una sorgente radio individuata da osservazioni precedenti, che lasciava intuire la presenza di un buco nero attivo. Quando il James Webb ha puntato questa regione con la Near-Infrared Camera (NIRCam), ha però mostrato una situazione molto più complessa: non una singola galassia, ma un gruppo di almeno sei galassie estremamente vicine tra loro.
Secondo i ricercatori, queste galassie sono destinate a fondersi nel corso del tempo dando origine a una gigantesca galassia ellittica, simile a quelle che oggi si trovano al centro dei grandi ammassi di galassie.
Un protoammasso di galassie nell’Universo primordiale
Le sei galassie occupano una regione relativamente piccola, larga appena alcune decine di migliaia di anni luce, meno dell’intero diametro della Via Lattea. Nonostante questo, contengono già una quantità enorme di stelle, pari a centinaia di miliardi di masse solari, e stanno formando nuove stelle a un ritmo compreso tra 70 e 160 masse solari all’anno, molto superiore a quello della nostra galassia (poche masse solari l’anno).
Gli astronomi definiscono strutture di questo tipo “protoammassi”, cioè gli antenati degli attuali ammassi di galassie. In queste regioni la materia ha iniziato a concentrarsi molto presto nella storia cosmica, dando origine alle strutture più massicce dell’Universo.
Le immagini del Webb mostrano che le sei galassie sono ancora distinguibili, ma la loro vicinanza indica che sono già coinvolte in un processo di fusione destinato a trasformarle in un’unica enorme galassia. Si tratta di una scoperta importante, perché può aiutare gli astronomi a capire come si sono formate le galassie più grandi che osserviamo nel cosmo oggi.
Al centro sta crescendo anche un buco nero supermassiccio
Le osservazioni radio effettuate con la rete europea EVN (European VLBI Network) e con il radiotelescopio e-MERLIN nel Regno Unito hanno confermato che al centro del sistema è già presente un buco nero supermassiccio attivo.
Le osservazioni radio hanno rivelato anche i primi effetti dei getti prodotti dal buco nero. Quando parte della materia che cade verso il buco nero viene espulsa ad altissima velocità, genera grandi regioni di emissione radio, chiamate “lobi radio”, visibili dai radiotelescopi. Siccome questi lobi sono ancora relativamente piccoli, gli astronomi ritengono che il buco nero si trovi ancora nelle prime fasi della sua crescita.
La combinazione delle osservazioni infrarosse del Webb e di quelle radio ha permesso quindi di seguire due processi che normalmente vengono studiati separatamente: da una parte la formazione di una delle future galassie più massicce dell’Universo, dall’altra la crescita del buco nero supermassiccio destinato a occupare il suo centro.
I ricercatori ritengono che sistemi di questo tipo abbiano dato origine alle grandi galassie ellittiche che oggi dominano il centro degli ammassi di galassie.
I risultati nel radio sono stati pubblicati su The Open Journal of Astrophysics e sono reperibili qui, quelli nell’infrarosso del Webb in Astronomy & Astrophysics, reperibili qui.
