ROMA (ITALPRESS/ECONOMIADELLOSPAZIO) – Come si è formata la polvere cosmica nelle prime epoche dell’Universo? Una risposta arriva da uno studio guidato da Claudio Gavetti, dottorando presso INAF e Università degli Studi Roma Tre, pubblicato nei giorni scorsi su The Astrophysical Journal.
Grazie alle osservazioni del James Webb Space Telescope (JWST), il gruppo di ricerca ha ricostruito i processi attraverso cui le stelle evolute producono polvere in ambienti estremamente poveri di elementi pesanti, analoghi a quelli che caratterizzavano l’Universo primordiale.
I risultati forniscono nuovi vincoli osservativi per comprendere l’evoluzione delle prime generazioni stellari e il loro contributo alla trasformazione del mezzo interstellare. La polvere prodotta da queste stelle ha infatti svolto un ruolo fondamentale nel raffreddamento del gas da cui si sono originate nuove stelle e, successivamente, i sistemi planetari.
Lo studio si concentra su Sextans A, una galassia nana ai margini del Gruppo Locale, caratterizzata da una metallicità compresa tra appena l’1% e il 7% di quella del Sole. Questa composizione la rende un laboratorio naturale per studiare processi fisici simili a quelli avvenuti nelle prime galassie, oggi difficili da osservare direttamente.
“Studiare direttamente le galassie che popolavano l’Universo primordiale è ancora molto difficile”, spiega Claudio Gavetti. “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”.
Per analizzare la popolazione stellare della galassia, i ricercatori hanno combinato le osservazioni ad alta risoluzione degli strumenti NIRCam e MIRI del JWST con modelli teorici che descrivono l’evoluzione delle stelle e la formazione della polvere nei loro venti circumstellari. L’analisi ha permesso di censire le stelle del ramo asintotico delle giganti rosse, una fase avanzata dell’evoluzione stellare durante la quale alcuni astri rilasciano nello spazio grandi quantità di materiale.
I dati mostrano che oltre il 90% delle stelle osservate è quasi privo di polvere. Il team ha però identificato 20 stelle circondate da spessi involucri polverosi, individuandole come le principali responsabili della produzione di polvere cosmica in un ambiente a bassissima metallicità. Secondo lo studio, questi astri si sono formati tra 2 e 3 miliardi di anni fa e avevano una massa iniziale pari a circa 1,5 volte quella del Sole.
“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”, osserva Flavia Dell’Agli, ricercatrice INAF e coautrice dello studio. “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”.
Lo studio aggiunge un tassello importante alla comprensione dell’evoluzione cosmica. Stabilire con quale efficienza le stelle giganti producessero polvere in ambienti poveri di metalli consente infatti di affinare i modelli che descrivono la formazione delle galassie e l’arricchimento chimico dell’Universo.
Il lavoro conferma anche il valore scientifico del James Webb Space Telescope come strumento per verificare sperimentalmente i modelli di evoluzione stellare e mette in evidenza il contributo della comunità scientifica italiana, con INAF protagonista di una ricerca che amplia le conoscenze sui processi che hanno reso possibile la nascita delle successive generazioni di stelle e sistemi planetari.
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