Il telescopio spaziale James Webb ha osservato a circa 12 miliardi di anni luce dalla Terra un sistema composto da almeno 6 galassie molto vicine tra loro, già coinvolte in un processo di fusione. Al centro del sistema è presente anche un buco nero supermassiccio attivo. L’oggetto è noto come TGSSJ1530+1049 ed è visto in un’epoca in cui l’Universo aveva circa 1,8 miliardi di anni.
L’osservazione mette insieme due fenomeni che di solito vengono studiati separatamente: la crescita di una grande galassia e l’attività del buco nero destinato a occupare il suo nucleo. Le immagini del Webb indicano che il sistema potrebbe rappresentare una fase iniziale nella formazione di una galassia ellittica molto massiccia, simile a quelle che oggi si trovano al centro dei grandi ammassi di galassie.
La regione era già nota agli astronomi per una sorgente radio rilevata in precedenza, segnale compatibile con la presenza di un nucleo galattico attivo. Quando James Webb ha osservato l’area con NIRCam, la sua camera nel vicino infrarosso, il quadro è cambiato: non una sola galassia, ma almeno 6 oggetti distinti concentrati in uno spazio di appena alcune decine di migliaia di anni luce. Una scala ridotta, inferiore al diametro complessivo della Via Lattea.
Le 6 galassie restano ancora riconoscibili come strutture separate, ma la distanza reciproca molto piccola suggerisce che la fusione sia già in corso. Secondo i ricercatori, con il passare del tempo questo insieme dovrebbe trasformarsi in un’unica grande galassia. La massa stellare complessiva è già notevole: si parla di centinaia di miliardi di masse solari. Anche la formazione stellare procede a ritmi elevati, compresi tra 70 e 160 masse solari all’anno. Nella Via Lattea il tasso è di poche masse solari all’anno.
Sistemi di questo tipo vengono descritti come protoammassi: strutture primordiali che rappresentano gli antenati degli attuali ammassi di galassie. Sono regioni in cui la materia ha cominciato ad addensarsi molto presto, preparando la nascita delle architetture più massicce del cosmo. Il caso di TGSSJ1530+1049 offre quindi una finestra su una fase remota dell’evoluzione cosmica, quando le grandi galassie centrali degli ammassi erano ancora in costruzione.
Il contributo delle osservazioni radio è stato decisivo per identificare il buco nero supermassiccio attivo. I dati arrivano dalla rete europea EVN, European VLBI Network, e dal radiotelescopio e-MERLIN nel Regno Unito. Questi strumenti hanno confermato che nel cuore del sistema è presente una sorgente compatta alimentata dall’accrescimento di materia sul buco nero.
Le osservazioni radio hanno mostrato anche i primi segni dei getti emessi dal nucleo attivo. Quando una parte del materiale in caduta verso il buco nero viene espulsa ad altissima velocità, si formano regioni estese di emissione radio chiamate lobi. In questo caso i lobi appaiono ancora piccoli. È un dettaglio utile perché indica una fase iniziale dello sviluppo dell’attività del buco nero.
James Webb è una missione congiunta di NASA, ESA e CSA. Opera nel vicino e medio infrarosso dal punto lagrangiano L2 del sistema Terra Sole, a circa 1,5 milioni di chilometri dalla Terra. La sua sensibilità in queste lunghezze d’onda consente di studiare galassie molto lontane, la cui luce è stata spostata verso il rosso dall’espansione cosmica. Per oggetti come TGSSJ1530+1049, questa capacità è centrale: permette di risalire a epoche in cui stelle, galassie e buchi neri crescevano con rapidità.
Il risultato ha anche un rilievo tecnico e scientifico più ampio. Da un lato mostra il valore della sinergia tra osservazioni infrarosse e radio ad altissima risoluzione. Dall’altro fornisce un caso concreto per testare i modelli di formazione gerarchica delle galassie, secondo cui le strutture più grandi si costruiscono attraverso fusioni successive. Seguendo insieme l’assemblaggio della componente stellare e l’accensione del nucleo attivo, gli astronomi possono confrontare tempi, masse e dinamiche in una fase ancora poco documentata dell’Universo primordiale.
I risultati radio sono stati pubblicati su The Open Journal of Astrophysics. Quelli ottenuti con Webb sono apparsi su Astronomy & Astrophysics. Il sistema TGSSJ1530+1049 entra così tra gli obiettivi più interessanti per le future campagne osservative dedicate ai protoammassi e alla coevoluzione tra galassie massicce e buchi neri supermassicci.
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