I cluster di galassie – le grandi città dell’universo – ospitano molte gigantesche galassie ellittiche che hanno completato la loro crescita e non stanno formando stelle. Tuttavia, non è ancora chiaro cosa abbia interrotto la formazione stellare. In uno studio recente, i ricercatori hanno utilizzato il Telescopio Spaziale James Webb per osservare un antenato dei cluster di galassie, rivelando il ruolo dei buchi neri supermassicci nel rallentare la formazione stellare e consentire loro di evolvere in gigantesche galassie ellittiche.
Capire come si formano le galassie e completano la loro crescita è un’area di focus fondamentale in astrofisica. Le regioni dense dell’universo, come i cluster di galassie, sono dominate da gigantesche galassie ellittiche – massicce, antiche galassie composte da stelle vecchie. Sebbene il meccanismo attraverso il quale queste gigantesche galassie ellittiche bloccano la formazione di stelle rimanga ancora dibattuto, una teoria predice che i buchi neri supermassivi (SMBH) potrebbero svolgere un ruolo chiave. La loro intensa energia può sopprimere l’approvvigionamento di gas alle galassie, il che potrebbe portare alla formazione delle gigantesche galassie ellittiche che vediamo oggi.
In questo contesto, un team internazionale di ricercatori ha studiato galassie massicce in un antico ammasso di galassie noto come protocluster di Spiderweb, situato a 11 miliardi di anni luce di distanza, utilizzando dati dal telescopio spaziale James Webb (JWST). La ricerca è stata condotta dal professore associato Rhythm Shimakawa dell’Università di Waseda, in Giappone; dal dottor Yusei Koyama dall’Osservatorio Astronomico Nazionale del Giappone; dal professore Tadayuki Kodama dell’Università di Tohoku, in Giappone; dal dottor Helmut Dannerbauer e dal dottor J.M. Perez-Martinez dell’Istituto di Astrofisica delle Canarie e dell’Università di La Laguna, in Spagna; insieme ad altri membri del team. I loro risultati sono stati pubblicati nel Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters il 18 dicembre 2024.
Il team è riuscito ad ottenere mappe ad alta risoluzione delle linee di ricombinazione dell’idrogeno, che indicano l’attività di formazione stellare e dei SMBH, tramite la Camera Vicina a Infrarossi montata su JWST. Un’analisi dettagliata ha mostrato che le galassie massive con SMBH attivi non mostrano segni di formazione stellare, il che significa che la loro crescita è fortemente ostacolata dai SMBH. I risultati supportano la previsione teorica che la formazione delle galassie ellittiche giganti è legata all’attività dei SMBH in passato.
Il protocluster di Spiderweb è stato oggetto di studio del nostro team per oltre 10 anni utilizzando il telescopio Subaru e altre strutture. Con i nuovi dati di JWST, siamo ora in grado di “rispondere alle domande” di comprensione e previsione della formazione delle galassie che abbiamo accumulato”, afferma il dottor Shimakawa. Aggiunge inoltre, “Questo studio segna un significativo passo avanti nell’espandere la nostra comprensione della co-evoluzione dei SMBH e delle galassie nelle città celesti”.
