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Un super-ammasso di stelle sorpreso sul nascere nell’Universo lontano

Un gruppo di ricercatori in collaborazione con l’Università degli Studi di Bologna, ha scoperto la nascita di un super-ammasso di stelle, situato nel disco di una galassia a redshift z=2. Questo enorme complesso stellare ha un’età minore di 10 milioni di anni.

Un super-ammasso di stelle sorpreso sul nascere nell’Universo lontano

Nel quadro di un programma osservativo portato a termine con il telescopio spaziale Hubble, un gruppo di ricercatori del “Service d’Astrophysique-Laboratoire AIM du CEA–IRFU” guidato da Anita Zanella, in collaborazione con istituti di ricerca internazionali tra cui l’Università degli Studi di Bologna,  ha scoperto la nascita di un  super-ammasso di stelle, situato nel disco di una galassia a redshift z=2. Questo enorme complesso stellare (con una massa di gas dell’ordine di un miliardo di masse solari) ha un’età minore di 10 milioni di anni; si tratta della prima volta in cui una regione di formazione stellare così giovane è osservata nell’Universo lontano. Questa scoperta fa luce sulle modalità con cui le stelle si formano nelle galassie lontane. Le proprietà fisiche di questo oggetto indicano che gli ammassi di stelle appena formati in tali galassie sopravvivono all’azione distruttrice dei venti stellari e delle supernovae, e possono quindi continuare a vivere per centinaia di milioni di anni, contrariamente alle predizioni di alcuni modelli teorici. La loro lunga vita lascerà loro il tempo sufficiente per migrare verso le regioni più interne del disco, contribuendo alla massa totale del nucleo della galassia e alla crescita del buco nero centrale. Dal momento che le stelle sono molto giovani, esse non sono osservate direttamente, ma sono “rivelate” attraverso l’emissione da parte del gas che esse ionizzano. Osservazioni profonde in banda X con il telescopio Chandra, condotte da Cristian Vignali, professore associato presso il Dipartimento di Fisica ed Astronomia dell’Università di Bologna, hanno permesso di escludere la possibilità che la responsabile della ionizzazione del gas sia la radiazione proveniente da un buco nero super-massiccio e in fase attiva al centro della galassia.

Questi risultati sono pubblicati nella rivista Nature del 7 maggio 2015 (Vol. 521, p. 54).

Discovery of a giant region of star formation 3 Billion years after Big Bang

As part of an observing program carried out with the Hubble Space Telescope, a group of researchers from the “Service d’Astrophysique-Laboratoire AIM” of CEA-IRFU led by Anita Zanella, in collaboration with international research institutes including the University of Bologna, discovered the birth cry of a massive star-forming clump in the disk of a z=2 galaxy. This giant clump (with a gas mass of about one billion times that of the Sun) is less than 10 million years old, and it is the very first time that such a young star-forming region is observed in the distant Universe. This discovery sheds new light on how stars were born within distant galaxies. The physical properties of this object reveal that newly-born clumps in such galaxies survive from stellar winds and supernovae feedback, and can thus live for a few hundred million years unlike the predictions from several theoretical models. Their long lifetime could enable their migration toward the inner regions of the galaxy, hence contributing to the total mass of the galactic bulge and the growth of the central black hole. Less than 10 Million years old, this clump has not yet evolved enough for its stars to be directly detected. Therefore, it is thanks to the radiation from the gas ionized by these young stars that it was revealed. Deep X-ray observations carried out with the Chandra telescope by Cristian Vignali, associate professor at the Physics and Astronomy Department of the University of Bologna, have allowed to exclude the possibility that the gas is ionized by the presence of an active super-massive black hole at the centre of the galaxy.

These results were published in Nature (May 7th, Vol. 521, page 54).