Nell’osservazione dell’universo hanno notato un quasar molto lontano, dalla luce particolarmente brillante, che si divideva in quattro immagini distinte. Hanno scoperto che la luce del quasar veniva deviata e amplificata da un oggetto che si trova lungo il suo percorso verso di noi. Con le loro analisi dei dati, hanno compreso che questo oggetto che agisce da lente gravitazionale è una galassia primordiale, finora sconosciuta e dalle caratteristiche che richiedono di rivedere molte delle ipotesi formulate finora su genesi ed evoluzione delle stelle. È così che un gruppo di ricerca internazionale con regia italiana ha identificato una galassia risalente a circa 8 miliardi di anni fa, composta di stelle simili a quelle della Via Lattea, nonostante si siano formate in tempi lontani e ambienti diversi da quelle della nostra galassia.
La scoperta della galassia primordiale sulla traiettoria tra il quasar e la terra porta le firme anche di Martina Scialpi e Lorenzo Ulivi, due giovani del dottorato di interesse nazionale in Space Science and Technology, coordinato dall’Università di Trento. Hanno partecipato con il loro contributo scientifico alla ricerca extragalattica coordinata dall’Istituto nazionale di Astrofisica (Inaf). I risultati dello studio sono descritti sulla rivista “Nature Astronomy”.
«Stelle simili a quelle della Via Lattea nel nucleo di una galassia ellittica di 8 miliardi di anni fa sono state rivelate grazie all'effetto lente gravitazionale, che scompone la luce del quasar. La galassia esercita infatti una forza gravitazionale tale da dividere la luce del quasar in quattro, creando la caratteristica configurazione “a croce di Einstein”. Per effetto del campo gravitazionale, i raggi luminosi, come degli spicchi di luce, convergono verso la terra e producono immagini multiple dello stesso quasar», spiegano Martina Scialpi e Lorenzo Ulivi.
Ricercatori e ricercatrici sono andati a misurare la massa e la composizione della galassia, denominata J1453g, che si trova a grande distanza dalla terra.
«Dallo studio emerge che la galassia primordiale ha una massa minima e un alto redshift. Il redshift (spostamento verso il rosso) è un fenomeno fisico per cui la luce aumenta la lunghezza d’onda e diminuisce la frequenza. In astronomia è fondamentale perché permette di misurare le distanze e l’espansione dell’universo. Nel caso di questa galassia, il valore elevato di redshift indica che la osserviamo com’era circa 8 miliardi di anni fa, quindi a una distanza di diversi miliardi di anni luce dalla terra».
«La galassia che funge da lente è visibile al centro della configurazione del quasar a quattro facce», commentano Martina Scialpi e Lorenzo Ulivi nel descrivere una delle immagini pubblicate nell’articolo scientifico. Poi illustrano una rappresentazione grafica del processo che avviene nel sistema intergalattico tra quasar, galassia primordiale e terra.
Martina Scialpi ha avuto un ruolo di rilievo soprattutto nell’analisi dei dati, che ha elaborato all’Università di Trento, nei laboratori di PovoZero. Lo studio è frutto di un’eccellente tecnologia italiana ed europea. «Abbiamo utilizzato i dati del satellite Gaia dell’Agenzia spaziale europea, insieme a quelli del Telescopio nazionale Galileo dell’Istituto nazionale di Astrofisica e del Very Large Telescope dell’European Southern Observatory, la principale organizzazione astronomica intergovernativa in Europa che gestisce telescopi avanzati in Cile», chiarisce la dottoranda.
Riprende: «Un aspetto molto bello è stato il coinvolgimento della scuola. I dati necessari alla misura della distanza della lente sono stati raccolti materialmente da studenti e studentesse di un liceo di Telese Terme (Benevento). Il gruppo di ragazzi e ragazze ha svolto l’attività sotto la supervisione di astronomi professionisti nell’ambito di un concorso nazionale per giovani organizzato dal Telescopio nazionale Galileo in collaborazione con Ministero dell’Istruzione e del Merito, Società astronomica italiana e Istituto nazionale di Astrofisica».
La somiglianza tra la composizione della galassia primordiale e quelle della Via Lattea è un’evidenza che mette in discussione gli attuali modelli di formazione ed evoluzione delle galassie e stimola la ricerca a intraprendere ulteriori approfondimenti.
«La scoperta di questo oggetto eccezionale ci ha permesso di studiare in maniera accurata la natura delle stelle al centro di una galassia ellittica in un'epoca remota dell'universo, quando la galassia era ancora giovane», commenta Quirino D’Amato, ricercatore dell’Inaf di Roma, primo autore e corresponding author del lavoro svolto all’Inaf di Firenze. «Il fatto che la loro composizione sia molto simile a quella che vediamo oggi nella Via Lattea, in un ambiente e un'epoca completamente diversi, è sorprendente. Questo ci dice che siamo ancora lontani dal comprendere a fondo i processi di formazione ed evoluzione delle galassie, e rappresenta un punto importante per lo sviluppo dei futuri modelli».
L’articolo “Milky-Way-like stars in a galaxy core 8 billion years ago revealed by gravitational lensing” (doi 10.1038/s41550-026-02819-4) è stato pubblicato online sulla rivista internazionale “Nature Astronomy”.