JWST

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

Fiori di muro cosmici: le origini circumgalattiche degli ammassi stellari ultra-compatti isolati a $z>7$

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Cosmic wallflowers: the circumgalactic origins of isolated ultra-compact star clusters at $z>7$

La scoperta di ammassi stellari con lenti gravitazionali ad alto redshift con il James Webb Space Telescope (JWST) ha rivelato sistemi estremamente compatti e massicci di formazione stellare in galassie a $z > 6$, aprendo una nuova finestra sulla formazione precoce degli ammassi. In questo lavoro, esaminiamo la formazione di ammassi stellari negli ambienti circumgalattici di galassie ricche di gas con masse stellari comprese tra $\sim$$10^{8}$ – $10^{11}$ M$_{\odot}$ a $z > 7$, utilizzando la simulazione idrodinamica cosmologica MassiveBlackPS con risoluzione di 2 pc. Identifichiamo 55 ammassi dominati dai barioni che si formano al di fuori dei dischi galattici ma all’interno del raggio viriale dell’alone primario. La formazione stellare in questi sistemi procede rapidamente, raggiungendo densità superficiali stellari di picco superiori a $10^{5}$ M$_{\odot}$ pc$^{-2}$, corrispondenti agli ammassi compatti recentemente scoperti da JWST nell’arco Cosmic Gems con lenti a $z \approx 9.6$. Tali densità estreme sono un prerequisito chiave per innescare collisioni stellari incontrollate, indicando che un sottoinsieme dei nostri ammassi sarebbe un probabile ospite di buchi neri di massa intermedia (IMBH). Troviamo che ammassi stellari massicci possono formarsi in modo efficiente nel mezzo circumgalattico in tempi brevi attraverso la frammentazione dei filamenti, per cui le alte densità di gas portano a un rapido collasso locale tramite una combinazione di instabilità termiche e gravitazionali. Questo percorso di formazione implica che alcuni ammassi compatti si sono formati nelle tranquille periferie delle galassie in formazione piuttosto che all’interno dei loro dischi. Piccole variazioni nelle proprietà dei filamenti, tra cui metallicità, densità e contenuto di materia oscura, influenzano la probabilità che un ammasso stellare sia in grado di formare un seme IMBH. La formazione di ammassi in ambienti circumgalattici indica un potenziale percorso evolutivo che collega i primi ammassi fuori disco, gli odierni ammassi globulari e i semi di BH massicci.

Paper: ArXiv.org

Il Fato del Fallito Candidato Supernova M31-2014-DS1

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Il Mistero di M31-2014-DS1: Un Candidato a Supernova Fallita

La sorte delle stelle massicce, con masse superiori a 20 volte quella del Sole, rimane avvolta nel mistero. Il dibattito è aperto: queste stelle esplodono come supernovae (SN) o collassano direttamente in buchi neri (BH) senza un’esplosione ottica significativa, un evento definito “supernova fallita”? Il sorgente M31-2014-DS1 ha mostrato un’esplosione ottica nel 2014, rimanendo debole alle lunghezze d’onda visive da allora, un comportamento che l’ha resa un candidato a supernova fallita.

Nuove osservazioni, condotte con il telescopio spaziale James Webb (JWST), l’array submillimetrico (SMA) e Chandra, hanno rivelato importanti dettagli. Le osservazioni del JWST mostrano una sorgente a infrarossi medi luminosa persistente nella stessa posizione, anche a distanza di un decennio da quando la stella è svanita alle lunghezze d’onda visive. Il modello della sua attuale distribuzione di energia spettrale (SED) suggerisce una stella avvolta nella polvere. L’assenza di emissioni di raggi X mette in dubbio l’ipotesi che la luminosità tardiva sia alimentata dall’accrescimento su un buco nero.

La ricerca rivela che la sorgente rimanente è pesantemente oscurata da una distribuzione asimmetrica di polvere circumstellare, rendendo difficile quantificarne le proprietà fisiche con modelli di trasferimento radiativo a simmetria sferica. La geometria della polvere implica che la luminosità bolometrica stimata sia solo un limite inferiore, dato che una frazione significativa della radiazione della sorgente centrale potrebbe sfuggire senza essere riprocessata dalla polvere. Questi risultati vengono discussi nel contesto dei modelli di supernova fallita, considerando anche il potenziale sovrapposizione con le firme attese da una fusione stellare, che offre una plausibile spiegazione alternativa.

Paper: ArXiv.org