19 galassie a spirale: le nuove ipnotiche immagini del telescopio Webb

Le domande da tempo sono le stesse: come nascono le stelle, come si evolvono, come interagiscono con le galassie nel loro processo di formazione? Ma il livello di dettaglio delle immagini e dei dati che il telescopio spaziale James Webb mette oggi a disposizione degli astronomi per cercare le risposte è davvero sbalorditivo.

Lo dice, tra gli altri, Janice Lee, ricercatrice presso lo Space Telescope Science Institute di Baltimora commentando le 19 galassie a spirale raffigurate da Webb con una precisione senza precedenti: “Le nuove immagini di Webb sono sbalorditive anche per i ricercatori che hanno studiato queste stesse galassie per decenni. Bolle e filamenti sono risolti fino alle scale più piccole mai osservate e raccontano una storia sul ciclo di formazione stellare“.

Le galassie fanno parte dell’universo a noi più vicino e sono ricche di dettagli inediti di stelle, gas e polveri. Dettagli che promettono di fornire agli scienziati informazioni preziose sulla struttura delle galassie e sui processi di evoluzione stellare.

Questa spettacolare galleria di ritratti cosmici “dipinta” da Webb fa parte di un grande progetto che va avanti da tempo, il programma Physics at High Angular resolution in Nearby Galaxies (PHANGS), sostenuto da oltre 150 astronomi di tutto il mondo.

Prima dell’avvento di Webb, il progetto PHANGS poteva già contare sulla messe di dati provenienti dalle osservazioni del telescopio spaziale Hubble della NASA, del Very Large Telescope Multi-Unit Spectroscopic Explorer e dell’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array.

“L’obiettivo del progetto”, spiega all’Ansa Francesco Belfiore dell’Inaf di Arcetri, unico ricercatore dell’Istituto Nazionale di Astrofisica impegnato nel progetto, “È studiare il processo di formazione stellare, come questo venga influenzato dall’ambiente circostante e viceversa come la formazione stellare a sua volta lo influenzi attraverso processi cosiddetti di feedback”.

Le minuziose “pennellate” che compongono queste ipnotiche immagini sono frutto della combinazione dei dati ottenuti nel  vicino e medio infrarosso grazie a diversi strumenti a bordo di Webb: la NIRCam (Near-InfraRed Camera) ha immortalato milioni di stelle visibili nei toni del blu, alcune delle quali sparse nei bracci di spirale delle galassie o raggruppate in ammassi stellari.

I dati dello strumento Miri, invece, evidenziano la polvere incandescente, mostrando le zone in cui questa si localizza intorno e tra le stelle. A queste lunghezze d’onda sono inoltre visibili nei toni del rosso le stelle che non si sono ancora formate completamente e restano avvolte nel gas e nella polvere che ne alimentano la crescita. 

Un’altra cosa che ha stupito gli astronomi è la presenza nelle immagini di Webb di grandi gusci sferici nel gas e nella polvere.

“Questi buchi potrebbero essere stati creati da una o più stelle che sono esplose, scavando buchi giganti nel materiale interstellare”, spiega Adam Leroy, professore di astronomia all’Ohio State University di Columbus.

C’è evidenza che le galassie crescano dall’interno verso l’esterno: la formazione stellare inizia nel nucleo delle galassie e si diffonde lungo i loro bracci, allontanandosi a spirale dal centro. Più una stella è lontana dal nucleo della galassia, più è probabile che sia giovane. Al contrario, le aree vicine ai nuclei che sembrano illuminate da un riflettore blu sono popolazioni di stelle più vecchie.

E i nuclei delle galassie che sono inondati di picchi di diffrazione rosa e rossi come si spiegano? 

“È un chiaro segno che potrebbe esserci un buco nero supermassiccio attivo”, dice Eva Schinnerer, scienziata del Max Planck Institute for Astronomy di Heidelberg, in Germania. “Oppure, gli ammassi stellari verso il centro sono così luminosi da aver saturato quell’area dell’immagine”.

A partire dal numero senza precedenti di stelle catturate da Webb si aprono diverse strade di ricerca che gli scienziati possono percorrere incrociando i dati di PHANGS.

“Catalogando con precisione tutti i tipi di stelle”, dice Leroy, “possiamo costruire una visione olistica e più affidabile dei loro cicli di vita“.

Oltre alla pubblicazione di queste immagini, il team di PHANGS ha anche rilasciato il più grande catalogo finora realizzato di circa 100.000 ammassi stellari.