Una ricerca guidata dall’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) e basata sulle osservazioni del telescopio spaziale James Webb (JWST) ha indagato meccanismi di formazione della polvere cosmica nell’Universo primordiale. Lo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal e coordinato da Claudio Gavetti, dottorando presso l’INAF e l’Università degli Studi Roma Tre, ha esaminato la galassia nana Sextans A, situata ai margini del Gruppo Locale e caratterizzata da una concentrazione di metalli compresa tra l’1% e il 7% rispetto a quella solare.
Questa composizione chimica rende il sistema un modello ideale per studiare l’Universo giovane, consentendo di studiare dinamiche evolutive altrimenti difficilmente osservabili a grandissime distanze. Come evidenziato da Claudio Gavetti: “Studiare direttamente le galassie che popolavano l’Universo primordiale è ancora molto difficile; per questo osservare una galassia vicina come Sextans A, che presenta condizioni chimiche simili, ci offre un’opportunità preziosa per capire come si siano evolute le prime generazioni di stelle e quale ruolo abbiano avuto nel trasformare il mezzo interstellare».
L’utilizzo combinato degli strumenti NIRCam e MIRI a bordo del JWST ha permesso di mappare con elevata risoluzione la popolazione di astri appartenenti al ramo asintotico delle giganti rosse, confrontando i dati empirici con modelli teorici di formazione della polvere nei venti circumstellari. Flavia Dell’Agli, ricercatrice INAF e coautrice del lavoro, ha sottolineato:”Il James Webb ci permette di osservare con un livello di dettaglio senza precedenti ambienti che fino a pochi anni fa erano fuori dalla nostra portata. Il valore di questi dati non è solo nelle immagini, ma nella possibilità di confrontarle con i modelli teorici e verificare quanto descrivano correttamente l’evoluzione delle stelle“.
La galassia nana Sextans A osservata dal James Webb Space Telescope. Combinando le osservazioni del telescopio con modelli teorici d’avanguardia, il team ha ricostruito la popolazione di stelle evolute della galassia e identificato le principali sorgenti di polvere cosmica in un ambiente che riproduce le condizioni delle prime galassie dell’Universo. Crediti: NASA, ESA, CSA, STScI, Janice Lee (NOIRLab). Image processing: Alyssa Pagan (STScI).
I dati raccolti indicano che, sebbene oltre il novanta percento delle stelle giganti esaminate risulti privo di involucri polverosi significativi, un gruppo circoscritto di venti astri è circondato da densi gusci di polvere. L’analisi cronologica e di massa ha evidenziato che tali strutture si sono generate tra due e tre miliardi di anni fa a partire da stelle con masse iniziali pari a circa una volta e mezzo quella solare. Questa scoperta fornisce dati osservativi inediti sulla capacità delle stelle evolute di sintetizzare polvere interstellare in contesti poveri di elementi pesanti, un fattore determinante per il raffreddamento del gas e la successiva genesi di nuove generazioni stellari e planetarie.
