Il James Webb cattura l’incredibile unione tra quasar e galassie

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Un team di scienziati ha utilizzato il James Webb Space Telescope per osservare un quasar e due galassie vicine, situate a meno di un miliardo di anni dopo il Big Bang. La ricerca, condotta da Roberto Decarli e Federica Loiacono dell’INAF, l’Istituto Nazionale di Astrofisica di Bologna, ha rivelato un sistema galattico molto avanzato sia per massa che per evoluzione chimica.

Nel settembre 2022, un gruppo internazionale di ricercatori guidato dall’INAF ha usato lo spettrografo NirSpec, montato sul James Webb Space Telescope (JWST), per studiare il quasar PJ308-21 e le sue galassie satelliti. Queste osservazioni hanno fornito informazioni senza precedenti sulla crescita delle galassie nell’universo primordiale. I risultati sono stati presentati alla conferenza della European Astronomical Society (EAS) a Padova.

Caratteristiche del quasar PJ308-21 e delle galassie satelliti

Il quasar PJ308-21, osservato con il NirSpec, ha mostrato uno spettro di qualità eccezionale. La galassia che ospita il quasar ha una grande quantità di metalli e un’attività tipica dei nuclei galattici attivi (AGN). Una delle galassie vicine ha una bassa quantità di metalli e un’attività indotta dalla formazione stellare, mentre la seconda galassia ha più metalli ed è parzialmente influenzata dal quasar. Queste scoperte hanno permesso di determinare la massa del buco nero al centro del sistema, stimata in circa due miliardi di volte la massa del nostro Sole.

Le osservazioni sono state effettuate con la spettroscopia a campo integrale, che permette di ottenere lo spettro per ogni pixel dell’immagine. Questa tecnica ha permesso di studiare vari traccianti del gas, come le righe di emissione. Grazie a questa tecnica, il team ha rilevato emissioni estese di diverse righe, utilizzate per studiare le proprietà del gas interstellare. Federica Loiacono, coautrice dello studio, ha sottolineato l’importanza di NirSpec:

Possiamo studiare la banda ottica nel sistema PJ308-21, ricca di dati diagnostici sulle proprietà del gas vicino al buco nero e nelle galassie circostanti.

Roberto Decarli ha evidenziato l’importanza degli strumenti a bordo del telescopio Webb:

Fino a pochi anni fa, dati sull’arricchimento dei metalli erano quasi irraggiungibili, soprattutto a queste distanze. Ora possiamo mappare in dettaglio galassie osservate quando l’universo era agli albori.

Questo studio rappresenta un passo avanti nella comprensione dell’evoluzione galattica e dell’arricchimento chimico nell’universo primordiale.