Comunicato Stampa

Scoperto l'ossigeno nella più lontana galassia conosciuta

20 Marzo 2025

Due diversi gruppi di astronomi hanno trovato l'ossigeno nella più distante galassia conosciuta, JADES-GS-z14-0. La scoperta, riportata in due studi separati, è stata possibile grazie ad ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), di cui l'ESO (European Southern Observatory) è partner. Questa scoperta da record sta facendo riconsiderare agli astronomi la rapidità con cui si sono formate le galassie nell'Universo primordiale.

Scoperta l'anno scorso, JADES-GS-z14-0 è l'oggetto più distante mai trovato identificato come galassia: è così lontana che la sua luce ha impiegato 13,4 miliardi di anni per raggiungerci, cioè la vediamo com'era quando l'Universo aveva meno di 300 milioni di anni, circa il 2% dell'età attuale. La nuova scoperta dell'ossigeno con ALMA, una schiera di telescopi nel deserto di Atacama in Cile, suggerisce che la galassia è molto più matura del previsto dal punto di vista chimico.

"È come trovare un adolescente in un luogo in cui ti aspetti solo bambini", dice Sander Schouws, dottorando presso l'Osservatorio di Leiden, nei Paesi Bassi, e primo autore dello studio condotto dagli olandesi, ora accettato per la pubblicazione su The Astrophysical Journal. "I risultati mostrano che la galassia si è formata molto rapidamente e sta anche maturando rapidamente, aggiungendosi a una crescente raccolta di prove che la formazione delle galassie avviene molto più velocemente del previsto".

Le galassie di solito iniziano la propria vita piene di stelle giovani, costituite principalmente da elementi leggeri come idrogeno ed elio. A mano a mano che le stelle evolvono, creano elementi più pesanti, come l'ossigeno, che vengono dispersi nella galassia ospite dopo la loro morte. I ricercatori pensavano che, a 300 milioni di anni, l'Universo fosse ancora troppo giovane per avere galassie ricche di elementi pesanti. Tuttavia, i due studi effettuati con ALMA indicano che JADES-GS-z14-0 ha elementi pesanti circa 10 volte più del previsto.

"Sono rimasto stupito da questi inaspettati risultati perché hanno aperto una nuova visione sulle prime fasi dell'evoluzione delle galassie", afferma Stefano Carniani, della Scuola Normale Superiore di Pisa, Italia, e autore principale dell'articolo ora accettato per la pubblicazione su Astronomy & Astrophysics. "L'evidenza che una galassia sia già matura nell'Universo bambino solleva interrogativi su quando e come si sono formate le galassie".

L'osservazione dell'ossigeno ha anche consentito agli astronomi di rendere molto più accurate le misure della distanza da JADES-GS-z14-0. "La rivelazione con ALMA consente una misura straordinariamente precisa della distanza della galassia con un'incertezza di appena lo 0,005 percento. Questo livello di precisione, analogo all'essere accurato entro 5 cm su una distanza di 1 km, aiuta ad affinare la nostra comprensione delle proprietà delle galassie distanti", aggiunge Eleonora Parlanti, studentessa di dottorato presso la Scuola Normale Superiore di Pisa e autrice dello studio su Astronomy & Astrophysics [1].

"Anche se la galassia è stata originariamente scoperta con il James Webb Space Telescope, è stato indispensabile ALMA per confermare e determinare con precisione la sua enorme distanza", [2] aggiunge il professore associato Rychard Bouwens, membro del gruppo presso l'Osservatorio di Leiden. "Questo dimostra la straordinaria sinergia tra ALMA e JWST per rivelare la formazione e l'evoluzione delle prime galassie".

Gergö Popping, un astronomo dell'ESO presso l'European ALMA Regional Centre, che non ha preso parte agli studi, conclude: "Sono rimasto davvero sorpreso dalla evidente scoperta dell'ossigeno in JADES-GS-z14-0. Ciò suggerisce che le galassie possono formarsi dopo il Big Bang più rapidamente di quanto si pensasse in precedenza. Questo risultato dimostra il ruolo cruciale svolto da ALMA nello svelare le condizioni in cui si sono formate le prime galassie nel nostro Universo".

Note

Ulteriori Informazioni

Questo lavoro è stato presentato in due diversi articoli pubblicati su Astronomy & Astrophysics (https://aanda.org/10.1051/0004-6361/202452451) e The Astrophysical Journal.

I gruppi di lavoro sono composti da:

Articolo a guida italiana, su Astronomy & Astrophysics: Stefano Carniani (Scuola Normale Superiore, Pisa, Italia [SNS]), Francesco D’Eugenio (Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge, Cambridge, Regno Unito [CAM-KIC]; Cavendish Laboratory, University of Cambridge, Cambridge, Regno Unito [CAM-CavL] e INAF – Osservatorio Astronomico di Brera, Milano, Italia), Xihan Ji (CAM-KIC e CAM-CavL), Eleonora Parlanti (SNS), Jan Scholtz (CAM-KIC e CAM-CavL), Fengwu Sun (Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian, Cambridge, USA [CfA]), Giacomo Venturi (SNS), Tom J. L. C. Bakx (Department of Space, Earth, & Environment, Chalmers University of Technology, Gothenburg, Svezia), Mirko Curti (European Southern Observatory, Garching bei München, Germania), Roberto Maiolino (CAM-KIC, CAM-CavL e Department of Physics and Astronomy, University College London, London, Regno Unito [UCL]), Sandro Tacchella (CAM-KIC e CAM-CavL), Jorge A. Zavala (National Astronomical Observatory of Japan, Tokyo, Giappone), Kevin Hainline (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, USA [UArizona-SO]), Joris Witstok (Cosmic Dawn Center, Copenhagen, Denmark [DAWN] e CAM-CavL), Benjamin D. Johnson [CfA], Stacey Alberts [UArizona-SO], Andrew J. Bunker (Department of Physics, University of Oxford, Oxford, Regno Unito [Oxford]), Stéphane Charlot (Sorbonne Université, CNRS, Institut d’Astrophysique de Paris, Paris, Francia), Daniel J. Eisenstein (CfA), Jakob M. Helton (UArizona-SO), Peter Jakobsen (DAWN e Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Copenhagen, Danimarca), Nimisha Kumari (Space Telescope Science Institute, Baltimore, USA), Brant Robertson (Department of Astronomy e Astrophysics University of California, Santa Cruz, USA), Aayush Saxena (Oxford e UCL), Hannah Übler (CAM-KIC e CAM-CavL), Christina C. Williams (NSF NOIRLab, Tucson, USA), Christopher N. A. Willmer (UArizona-SO) e Chris Willott (NRC Herzberg, Victoria, Canada).

Articolo a guida olandese, su The Astrophysical Journal: Sander Schouws (Leiden Observatory, Leiden University, Leiden, Paesi Bassi [Leiden]), Rychard J. Bouwens (Leiden), Katherine Ormerod (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Liverpool, Regno Unito [LJMU]), Renske Smit (LJMU), Hiddo Algera (Hiroshima Astrophysical Science Center, Hiroshima University, Hiroshima, Giappone e National Astronomical Observatory of Japan, Tokyo, Giappone), Laura Sommovigo (Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, USA), Jacqueline Hodge (Leiden), Andrea Ferrara (Scuola Normale Superiore, Pisa, Italia), Pascal A. Oesch (Département d’Astronomie, Université de Genève, Versoix, Svizzera; Cosmic Dawn Center, Copenhagen, Denmark e Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Copenhagen, Danimarca), Lucie E. Rowland (Leiden), Ivana van Leeuwen (Leiden), Mauro Stefanon (Leiden), Thomas Herard-Demanche (Leiden), Yoshinobu Fudamoto (Center for Frontier Science, Chiba University, Chiba, Giappone), Huub Rottgering (Leiden) e Paul van der Werf (Leiden).

ALMA, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, un osservatorio astronomico internazionale, è una collaborazione fra l'Europa, la U.S. National Science Foundation (NSF) e gli Istituti Nazionali di Scienze Naturali del Giappone (NINS),  in cooperazione con la repubblica del Cile. ALMA è stato fondato dall'ESO per conto dei suoi stati membri, dall'NSF in cooperazione con il National Research Council del Canada (NRC) e il National Science Council di Taiwan (NSC) e dal NINS in cooperazione con l'Accademia Sinica di Taiwan (AS) e l'Istituto di Astronomia e Scienze Spaziali della Corea (KASI). La costruzione e la gestione di ALMA sono condotte dall'ESO per conto dei suoi stati membri, dall'Osservatorio Nazionale di Radio Astronomia (NRAO) gestito dalle Associated Universities, Inc. (AUI) per conto del Nord America e dall'Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone (NAOJ) per conto dell'Asia Orientale. L'osservatorio congiunto di ALMA (JAO: Joint ALMA Observatory) fornisce la guida unitaria e la gestione della costruzione, del commissioning e delle operazioni di ALMA.

L'ESO (European Southern Observatory o Osservatorio Europeo Australe) consente agli scienziati di tutto il mondo di scoprire i segreti dell'Universo a beneficio di tutti. Progettiamo, costruiamo e gestiamo da terra osservatori di livello mondiale - che gli astronomi utilizzano per affrontare temi interessanti e diffondere il fascino dell'astronomia - e promuoviamo la collaborazione internazionale per l'astronomia. Fondato come organizzazione intergovernativa nel 1962, oggi l'ESO è sostenuto da 16 Stati membri (Austria, Belgio, Danimarca, Francia, Finlandia, Germania, Irlanda, Italia, Paesi Bassi, Polonia, Portogallo, Regno Unito, Repubblica Ceca, Spagna, Svezia e Svizzera), insime con il paese che ospita l'ESO, il Cile, e l'Australia come partner strategico. Il quartier generale dell'ESO e il Planetario e Centro Visite Supernova dell'ESO si trovano vicino a Monaco, in Germania, mentre il deserto cileno di Atacama, un luogo meraviglioso con condizioni uniche per osservare il cielo, ospita i nostri telescopi. L'ESO gestisce tre siti osservativi: La Silla, Paranal e Chajnantor. Sul Paranal, l’ESO gestisce il VLT (Very Large Telescope) e il VLTI (Very Large Telescope Interferometer), così come due telescopi per survey, VISTA, che lavora nell'infrarosso, e VST (VLT Survey Telescope) in luce visibile. Sempre a Paranal l'ESO ospiterà e gestirà la schiera meridionale di telescopi di CTA, il Cherenkov Telescope Array Sud, il più grande e sensibile osservatorio di raggi gamma del mondo. Insieme con partner internazionali, l’ESO gestisce APEX e ALMA a Chajnantor, due strutture che osservano il cielo nella banda millimetrica e submillimetrica. A Cerro Armazones, vicino a Paranal, stiamo costruendo "il più grande occhio del mondo rivolto al cielo" - l'ELT (Extremely Large Telescope, che significa Telescopio Estremamente Grande) dell'ESO. Dai nostri uffici di Santiago, in Cile, sosteniamo le operazioni nel paese e collaboriamo con i nostri partner e la società cileni.

La traduzione dall'inglese dei comunicati stampa dell'ESO è un servizio dalla Rete di Divulgazione Scientifica dell'ESO (ESON: ESO Science Outreach Network) composta da ricercatori e divulgatori scientifici da tutti gli Stati Membri dell'ESO e altri paesi. Il nodo italiano della rete ESON è gestito da Anna Wolter.

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Contatti

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E-mail: stefano.carniani@sns.it

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E-mail: sanderschouws@gmail.com

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