Gli ammassi globulari sono raccolte sferiche molto dense di stelle con un raggio che va da una dozzina a un centinaio di anni luce. Possono contenere fino a un milione di stelle e si trovano in tutti i tipi di galassie. Nella nostra galassia ve ne sono circa 180. Uno dei loro grandi misteri è la composizione delle stelle che contengono. Sebbene siano nate tutte nello stesso momento nella stessa nube di gas, le proporzioni di ossigeno, azoto, sodio e alluminio, ad esempio, variano da una stella all’altra.

Un team delle Università di Ginevra (UNIGE) e Barcellona e dell’Institut d’Astrophysique de Paris ha trovato una possibile spiegazione a questo fenomeno. Nel 2018, i ricercatori avevano sviluppato un modello teorico secondo il quale le stelle supermassicce avrebbero potuto “inquinare” la nube di gas originaria durante la formazione di questi ammassi, arricchendo le loro stelle di elementi chimici in modo eterogeneo. “Oggi, grazie ai dati raccolti dal telescopio spaziale James Webb, crediamo di aver trovato il primo indizio della presenza di queste stelle straordinarie”, spiega Corinne Charbonnel, docente del Dipartimento di Astronomia della Facoltà di Scienze dell’UNIGE e autrice principale dello studio.

Questi mostri celesti sono da 5 000 a 10 000 volte più massicci e cinque volte più caldi (75 milioni di °C) al loro centro rispetto al Sole. Ma dimostrare la loro esistenza è difficile. Gli ammassi globulari hanno un’età compresa tra 10 e 13 miliardi di anni, mentre la vita massima di queste superstar è di due milioni di anni. “Quindi sono scomparse molto presto dagli ammassi osservabili oggi. Ne rimangono solo tracce indirette”, spiega Mark Gieles, professore dell’ICREA all’Università di Barcellona e coautore dello studio.

Grazie alla fortissima visione a infrarossi del telescopio James Webb, i coautori sono ora riusciti a corroborare la loro ipotesi. Webb ha catturato la luce di una delle galassie più distanti e più giovani ancora conosciute nel nostro universo. GN-z11 si trova a una distanza di circa 13,3 miliardi di anni luce e ha solo poche decine di milioni di anni. In astronomia, l’analisi dello spettro luminoso degli oggetti cosmici è un elemento chiave per determinarne le proprietà. In questo caso, la luce emessa da questa galassia ha fornito due preziose informazioni.

“Si è scoperto che GN-z11 contiene un’altissima percentuale di azoto e un’altissima densità di stelle”, spiega Daniel Schaerer, professore associato presso l’Istituto di Astronomia della Facoltà di Scienze dell’UNIGE e co-autore dello studio. Ciò suggerisce che in questa galassia si stanno formando diversi ammassi globulari che ospitano ancora una stella supermassiccia attiva. “La forte presenza di azoto può essere spiegata solo dalla combustione dell’idrogeno a temperature estremamente elevate che possono essere raggiunte solo nel nucleo delle stelle supermassicce, come dimostrato dai modelli di Laura Ramirez-Galeano, una studentessa di master del nostro team”, afferma Charbonnel.