Bozzoli di carbonio circondano le galassie primordiali

Un team internazionale di ricercatori, tra cui il gruppo di cosmologia della Scuola Normale di Pisa guidato da Andrea Ferrara (nella foto), ha scoperto gigantesche nuvole di carbonio gassoso che si estendono per oltre un raggio di 30.000 anni luce attorno a galassie primordiali distanti circa 13 miliardi di anni luce dalla Terra. Il team ha usato dati raccolti da Alma, il più potente radiotelescopio al mondo, costituito da 66 antenne collocate sulle Ande del Cile. I dati mostrano per la prima volta che gli atomi di carbonio prodotti all’interno delle stelle primordiali sono stati trasportati a grandi distanze da potentissimi venti galattici, “inquinando” lo spazio tra le galassie. 

Poiché nessuno studio teorico aveva previsto l’esistenza di questi enormi “bozzoli” di carbonio attorno alle prime galassie, la scoperta potrebbe richiedere una sostanziale revisione della nostra comprensione dell’evoluzione cosmica. 
“La quantità e l’estensione del gas ricco di carbonio espulso da queste galassie supera di gran lunga le nostre aspettative – spiega Andrea Ferrara, professore ordinario di cosmologia-. I modelli teorici non sono al momento in grado di spiegare questa evidenza. È necessario quindi incorporare qualche nuovo processo fisico nelle simulazioni cosmologiche che stiamo conducendo. Con il team della Normale ed i nostri colleghi stiamo freneticamente lavorando per interpretare questa sorprendente scoperta”.

“Abbiamo esaminato a fondo l’archivio scientifico di ALMA e raccolto tutti i dati che contengono segnali radio dagli ioni di carbonio nelle galassie più remote che conosciamo”, afferma Seiji Fujimoto, astronomo all’Università di Copenaghen e Ph.D. all’Università di Tokyo, autore principale dell’articolo scientifico pubblicato dalla rivista internazionale “Astrophysical Journal”.
“Combinando tutti i dati, abbiamo ottenuto le informazioni più accurate a disposizione al momento. Ottenere un set di dati della stessa qualità con una osservazione singola richiederebbe 20 volte più tempo di quanto tipicamente disponibile con ALMA. Questa tecnica ci ha permesso quindi di ottenere un risultato unico ed eccezionale per le sue implicazioni”.

Elementi pesanti come il carbonio e l’ossigeno non sono stati prodotti dal Big Bang. Essi furono formati più tardi dalla fusione nucleare nelle stelle. Tuttavia, non è ancora chiaro come questi elementi si diffondano poi nell’Universo.
“Le esplosioni di supernova nella fase finale della vita stellare espellono gli elementi pesanti formatisi in precedenza”, afferma il professor Rob Ivison, Direttore scientifico dello European Southern Observatory. “Getti energetici e radiazioni provenienti da buchi neri supermassicci nei centri delle galassie potrebbero anche aiutare a trasportare il carbonio fuori dalle galassie e infine in tutto l’Universo. Stiamo assistendo a questo processo di diffusione, il primo inquinamento ambientale nell’Universo”.

“Incrociando i dati ALMA con quelli del telescopio spaziale Hubble abbiamo capito che  le nubi di carbonio osservate sono quasi cinque volte più estese delle galassie da cui sono state espulse” spiega Masami Ouchi, professore all’Università di Tokyo e all’Osservatorio Astronomico azionale del Giappone. Il team internazionale sta ora utilizzando ALMA e altri telescopi in tutto il mondo per esplorare ulteriormente le implicazioni della scoperta.