Formazione Stellare

Sulle Origini dell’Ossigeno: ALMA e JWST Caratterizzano il Mezzo Multi-fase, Arricchito in Metalli, all’Interno di una Galassia ‘Normale’ a $z > 11$

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Nuove Scoperte sull’Universo Primordiale: Un’Analisi congiunta ALMA e JWST

Un recente studio pubblicato su arXiv (arXiv:2507.22888v4) rivela nuove scoperte cruciali sulla formazione delle prime galassie, grazie all’uso combinato del telescopio spaziale James Webb (JWST) e dell’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). La ricerca si concentra su JADES-GS-z11-0, una galassia ‘normale’ a redshift $z > 11$, offrendo una prospettiva unica sull’universo primordiale.

Le osservazioni di ALMA hanno confermato la presenza della linea di emissione [O III] a 88 $\mu$m, con una significatività di $4.5\sigma$, precisamente al redshift rilevato da JWST/NIRSpec. Questo dato cruciale consente una misurazione precisa del redshift di $z_\text{[O III]} = 11.1221 \pm 0.0006$, affinando di oltre cinque volte le precedenti stime basate solo su NIRSpec. Questo risultato sottolinea l’importanza di considerare attentamente gli effetti dell’assorbimento di Lyman-$\alpha$ per evitare sovrastime sistematiche del redshift.

L’assenza di rilevamento del continuo di polvere da parte di ALMA implica un tasso di formazione stellare oscurato di $\text{SFR}_\text{IR} \lesssim 6 \, \mathrm{M_\odot \, yr^{-1}}$ e una massa di polvere di $M_\text{dust} \lesssim 1.0 \times 10^{6} \, \mathrm{M_\odot}$. La luminosità [O III] misurata da ALMA, $L_\text{[O III]} = (1.1 \pm 0.3) \times 10^{8} \, \mathrm{L_\odot}$, è in accordo con le relazioni di scala delle galassie nane a bassa metallicità. L’analisi congiunta dei dati MIRI e ALMA suggerisce che JADES-GS-z11-0 sia composta da due componenti a bassa massa in intensa formazione stellare, già arricchite in ossigeno (~20-30% solare) solo 400 milioni di anni dopo il Big Bang.

Paper: ArXiv.org

VENERE: Due deboli puntini rossi separati da $\sim70\,\mathrm{pc}$ nascosti in una singola galassia lente a $z\sim7$

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Nuova scoperta nel cosmo: occhi rossi nascosti in una galassia lontana

Un team di astronomi ha annunciato l’identificazione di una coppia di deboli puntini rossi, soprannominati “Occhi Rossi”, all’interno di una galassia fortemente distorta dalla lente gravitazionale, situata a una distanza di circa $z\sim7$. La scoperta, avvenuta grazie al programma VENUS del telescopio spaziale James Webb (JWST), è stata pubblicata su arXiv (arXiv:2601.06015v1).

Gli Occhi Rossi, visibili grazie all’effetto lente della galassia PLCKG004.5-10.5, sono distinti per i loro colori e separati da circa $70 \,\mathrm{pc}$ nel piano sorgente. L’analisi rivela che non si tratta di un singolo oggetto, ma di due distinti puntini rossi, con una magnitudine di ingrandimento di $\mu\sim20$. Questi oggetti risiedono in una galassia tipica in formazione stellare, ma la loro emissione ultravioletta è molto debole, suggerendo che potrebbero essere passati inosservati senza l’effetto lente.

Una delle possibili interpretazioni di questa scoperta è che gli Occhi Rossi potrebbero essere buchi neri di massa intermedia (IMBH) che si formano in ammassi stellari all’interno del disco galattico. Questi IMBH, durante una fase attiva, potrebbero emettere una radiazione intensa, rendendoli visibili come puntini rossi luminosi. La scoperta suggerisce che simili oggetti potrebbero essere più comuni di quanto si pensi, celati all’interno di altre galassie distanti. Ulteriori studi saranno necessari per confermare questa ipotesi e comprendere appieno la natura degli Occhi Rossi e il loro ruolo nell’evoluzione delle galassie.

Paper: ArXiv.org

Fading into darkness: un’eiezione di massa debole e un rientro a bassa efficienza accompagnano la formazione di un buco nero in M31-2014-DS1

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Un’Improvvisa Scomparsa Svela i Segreti della Formazione di un Buco Nero

Un recente studio, basato su osservazioni del telescopio spaziale James Webb (JWST) e del Chandra X-ray Observatory, ha gettato nuova luce sulla formazione di buchi neri stellari. La ricerca, pubblicata su arXiv (arXiv:2601.05774v1), si concentra sull’oggetto M31-2014-DS1, una stella nella galassia di Andromeda che è scomparsa tra il 2014 e il 2022.

Gli astronomi ipotizzano che la scomparsa sia stata causata dal collasso di una stella massiccia, una supergigante gialla di circa 12-13 masse solari, che ha portato alla formazione di un buco nero di circa 5 masse solari. Le osservazioni nel medio infrarosso (MIR) del JWST hanno rivelato una sorgente estremamente rossa, con forti assorbimenti da gas molecolare (CO, CO2, H2O, SO2) e caratteristiche di polvere di silicato.

L’analisi dei dati suggerisce che la sorgente centrale stia continuando a svanire, con una luminosità bolometrica che raggiunge circa il 7-8% di quella della stella progenitrice. Intorno al buco nero si estende un guscio di polvere che copre una distanza di circa 40-200 unità astronomiche. Inoltre, è stata rilevata una massa di gas di circa 0,1 masse solari in espansione a circa 100 km/s. Non è stata rilevata alcuna sorgente di raggi X.

I risultati suggeriscono che la formazione del buco nero sia stata accompagnata da un’eiezione a bassa energia dell’inviluppo esterno ricco di idrogeno e da un rientro inefficiente di materiale. Questo studio fornisce nuove informazioni sulla formazione dei buchi neri attraverso esplosioni a bassa energia e il rientro a lungo termine di materiale.

Paper: ArXiv.org

La Funzione di Densità di Probabilità della Colonna di Cygnus-X

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Nuove Scoperte sulla Struttura delle Nuvole Molecolari: Uno Studio su Cygnus-X

Un recente studio pubblicato su arXiv (2601.05359v1) esplora la funzione di densità di probabilità della colonna (N-PDF) nella regione di Cygnus-X, fornendo nuove prospettive sui processi fisici all’interno delle nubi molecolari e sulla formazione stellare. L’analisi della N-PDF, ottenuta utilizzando i dati di Herschel, integrati con dati HI e Young Stellar Objects (YSO), rivela dettagli cruciali sulla dinamica tra turbolenza e gravità.

La ricerca ha evidenziato che le N-PDF di Cygnus-X e delle sue sottoregioni seguono una forma log-normale + legge di potenza. Questa conformazione suggerisce l’influenza combinata di turbolenza e gravità nella modellazione della struttura di densità. È stato osservato che la sezione a legge di potenza delle N-PDF tende ad appiattirsi nel tempo, indicando un’evoluzione delle nubi. La densità di colonna di transizione è stata identificata come una soglia di formazione stellare specifica per ogni nube molecolare.

Questi risultati non solo chiariscono lo stato fisico di Cygnus-X, ma sottolineano anche l’utilità della N-PDF come strumento diagnostico. Essa funge da indicatore accessibile delle fasi evolutive e delle soglie di formazione stellare nelle nubi molecolari. Lo studio apre nuove strade per la comprensione della formazione stellare, offrendo un metodo statistico per analizzare l’interazione tra turbolenza e gravità all’interno delle nubi molecolari.

Paper: ArXiv.org