JWST, l’universo era già ricco di ossigeno 300 milioni di anni dopo il Big Bang

L’universo primordiale era molto diverso da quello attuale. nel corso del tempo si è evoluto, ma non alcuni fattori.

C’è qualcosa di straordinario nel poter sbirciare nel passato dell’universo, come se avessimo un telescopio capace di guardare indietro nel tempo. Ecco perché l’ultima scoperta del James Webb Space Telescope (JWST) ha lasciato gli astronomi a bocca aperta: ha rivelato una galassia, JADES-GS-z14-0, che esisteva quando l’universo aveva meno di 300 milioni di anni, praticamente un neonato in termini cosmici.

Questa galassia, osservata grazie a uno dei programmi di ricerca più ambiziosi del JWST, il JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), non è solo incredibilmente lontana, ma anche insolitamente brillante e chimicamente complessa per la sua epoca. Il che è un problema… o meglio, un enigma affascinante per chi cerca di capire come si sono formate le prime galassie.

L’aspetto che ha sorpreso di più gli scienziati? La presenza di quantità significative di ossigeno. E non stiamo parlando di un po’ di tracce qua e là, ma di un livello che suggerisce che questa galassia fosse già in piena attività da un centinaio di milioni di anni prima di essere osservata. Per creare ossigeno, infatti, servono stelle che nascono, vivono, esplodono come supernovae e rilasciano questi elementi nello spazio. Insomma, questa galassia sembra essere molto più “matura” di quanto ci si aspettasse.

I dati, raccolti grazie alla fotocamera nel vicino infrarosso (NIRCam) e al potente strumento per il medio infrarosso (MIRI), hanno fornito un dettaglio che ha dell’incredibile: non solo l’ossigeno è presente, ma lo è in quantità tali da mettere in discussione le attuali teorie sulla formazione delle prime galassie.

Una galassia fuori dal tempo

Scoprire una galassia lontana è già di per sé un’impresa, ma JADES-GS-z14-0 ha infranto parecchi record. Osservata nel dettaglio grazie a quasi 170 ore di immagini raccolte dal JWST, questa galassia è straordinariamente luminosa per la sua epoca, quasi come se avesse “fretta” di crescere. Ma la vera sorpresa è il livello di ossigeno trovato. Nell’universo primordiale, la materia disponibile era praticamente solo idrogeno ed elio, con minuscole tracce di litio. Gli elementi più pesanti, come l’ossigeno, si formano nelle stelle attraverso processi nucleari e vengono rilasciati solo dopo la loro esplosione. Questo significa che, per avere così tanto ossigeno già 300 milioni di anni dopo il Big Bang, dovevano esserci state almeno un paio di generazioni di stelle prima di quel momento. In pratica, l’universo ha iniziato a “lavorare” molto prima di quanto pensassimo.

Ma come mai questa galassia si è formata così in fretta? Forse non è un caso isolato. Gli astronomi sospettano che, se abbiamo trovato JADES-GS-z14-0 in una porzione minuscola del cielo, significa che là fuori potrebbero esserci molte altre galassie simili. Solo che finora non avevamo gli strumenti giusti per vederle. E non è solo una questione di quantità di ossigeno. Anche la dimensione della galassia è sorprendente: invece di essere un piccolo agglomerato di stelle, come ci si aspetterebbe per una galassia così giovane, è relativamente estesa e ben strutturata. Tutto questo suggerisce che le prime fasi della formazione delle galassie potrebbero essere state molto più frenetiche di quanto si credesse.

Cosa significa in termini astronomici?

Ora, ti starai chiedendo: “Ok, quindi l’universo ha iniziato a formare stelle e galassie prima del previsto. Ma perché è così importante?” Beh, questa scoperta cambia il nostro modo di vedere la storia cosmica. Fino a poco tempo fa, si pensava che la formazione delle prime galassie fosse un processo lento e graduale. L’idea era che, dopo il Big Bang, ci fosse stata una fase di “oscurità cosmica” in cui la materia iniziava a collassare lentamente in ammassi sempre più grandi, dando vita alle prime stelle. Ma JADES-GS-z14-0 ci dice che questo processo potrebbe essere stato molto più veloce e caotico.

Inoltre, le implicazioni vanno oltre la semplice tempistica. Se queste galassie primordiali erano così ricche di ossigeno, significa che l’universo ha iniziato a creare le basi per la chimica complessa molto prima di quanto pensassimo. Gli elementi come l’ossigeno e il carbonio sono fondamentali per la costruzione delle molecole organiche. Quindi, se l’universo ha iniziato a produrli molto presto, potremmo dover rivedere anche le nostre ipotesi su quando e dove potrebbero essersi formati i primi ambienti abitabili.