Il telescopio spaziale James Webb ha trovato un fenomeno che mette in discussione la comprensione attuale della fisica galattica. Questa volta, il fenomeno in questione è una

Una barra stellare in GN20.

Le barre stellari sono conosciute in molte galassie vicine, perfino nella Galassia di Via Lattea. Tuttavia, non sono state osservate in aree vicine all’epoca del Big Bang, poiché richiedono milioni di anni per formarsi e l’elevato contenuto di gas nelle giovani galassie inibirebbe il loro sviluppo. Questo rende estremamente singolare il recente ritrovamento effettuato da un gruppo di studiosi dell'Università di Leiden.

GN20: una galassia troppo giovane e gassosa

Utilizzando il James Webb, i ricercatori hanno trovato una di queste strutture in GN20, una galassia antica, massiccia e molto ricca di gas, che si è formata circa 1500 milioni di anni dopo il Big Bang. Una struttura di questo tipo non dovrebbe esistere in un ambiente così giovane e saturo di gas. Tutto ciò non si inquadra nel quadro scientifico attuale.

A cosa serve una barra stellare

Le barre stellari si formano nel centro delle galassie e ruotano come una unità rigida. Questa rotazione attira il gas circostante e lo dirige verso il nucleo galattico, come un imbuto. Questo fenomeno, a sua volta, potrebbe alimentare il buco nero centrale della galassia.

La conferma del risultato

Per verificare l’esistenza di una barra stellare in GN20, gli autori hanno utilizzato tre metodi separati. Il primo è una tecnica chiamata analisi isofotale, un procedimento simile alla cartografia topografica in cui i punti della galassia con la stessa luminosità sono collegati da linee immaginabili. Questo ha mostrato una distorsione nella luce compatibile con una barra stellare.

Ricerca confermata

Nessuna barra stellare in una galassia gassosa di questa età è mai stata rilevata prima. Per escludere qualsiasi dubbio, il team ha utilizzato un’analisi matematica indipendente e le osservazioni del telescopio NOEMA. Inoltre, il James Webb ha osservato la galassia grazie alla sua capacità di “vedere” al di là del velo di gas e polvere con la sua camera a infrarossi vicini.

Una struttura incredibilmente grande

Grazie alle osservazioni del James Webb è stato anche misurato l’estensione della galassia, che si estende per 7 kiloparsec o 22.800 anni luce. Questa dimensione non si inquadra nel modello corrente, poiché una struttura così estesa sarebbe dovuta formarsi molto tempo fa, e non dovrebbe nemmeno sopravvivere tanto a lungo data la sua massa.

Il gas come fattore positivo

Tuttavia, i ricercatori hanno scoperto che il gas, paradossalmente, ha giocato un ruolo chiave nella sopravvivenza di GN20. Normalmente il gas frenerebbe la formazione di barre stellari, ma in questo caso il gas si muove in maniera turbolenta all’interno del disco interno grazie a un fenomeno chiamato cizallamento radiale. Questo turbolenza, causata dal movimento irregolare del gas, agisce come uno scudo protettivo che favorisce la crescita della barra invece di ostacolarla.

Cizallamento radiale

Il cizallamento radiale è un movimento del gas in cui, al contrario del moto organizzato in orbite concentriche, il gas si muove in modo disordinato e si mescola a sé stesso in diversi anelli. Questo processo potrebbe permettere alla barra stellare di formarsi e crescere, offrendo nuovi spunti per i modelli scientifici.

Due punti chiave

Un’osservazione ravvicinata della barra stellare ha evidenziato due elementi importanti. Prima di tutto, al punto in cui la barra incontra il disco esterno della galassia, verso sud, si concentra una grande quantità di gas che genera una zona calda, dove si forma molte nuove stelle. Inoltre, al centro la barra facilita il trasferimento del materiale verso il buco nero centrale della galassia.

Come il tutto potrebbe cambiare

Con tutti questi dati, gli studiosi hanno formulato un’ipotesi importante: le barre stellari potrebbero spiegare il mistero delle cosiddette galassie ellittiche giganti inerenti, che smettono improvvisamente di formare nuove stelle. Queste galassie grandi e giovani sono inattive, e fino ad oggi non era chiaro il perché. I nuovi risultati suggeriscono che le barre, grazie alla loro capacità di generare aree calde di formazione stellare e concentrare materiale nel buco nero, facciano “vivere veloci” le galassie: producono troppe stelle in poco tempo e si esauriscono, lasciando una sorta di enigma.

Che cosa impariamo da GN20

La galassia GN20 e la sua barra offrono un'immagine completamente diversa del processo di formazione galattica.