L’ossigeno nel cosmo

L’ossigeno è il terzo elemento più comune nell’universo, dopo idrogeno ed elio, perciò ci si aspetterebbe di osservarlo spesso anche nella sua forma molecolare, ma ciò non era mai avvenuto almeno fino ad ora.
Per la prima volta nella storia dell’astronomia è stata rilevata la presenza di ossigeno molecolare, O₂, al di fuori della nostra galassia (La via lattea) grazie alle osservazioni di diversi radio telescopi, principalmente ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array).

Recenti osservazioni con ALMA hanno rilevato un debole segnale indicativo della presenza di idrogeno in una galassia, MACS1149-JD1, che si trova alla distanza record di 13 miliardi di anni luce, che implica la galassia si è formata appena 500 milioni dopo la formazione dell’universo.
Ma da cosa trae origine questa emissione ?
A seguito del Big Bang la composizione del cosmo era estremamente limitata e non presentava tracce di elementi come l’ossigeno, tuttavia con il formarsi delle successive generazioni di stelle questi elementi sono stati prodotti.
Una volta formati tali elementi devono essere espulsi dalle stelle e questo compito è svolto dalla spettacolare fase finale dell’evoluzione delle stelle più massicce, la supernova.
Nel processo gli atomi di ossigeno sono liberati nello spazio interstellare, dove sono riscaldati e ionizzati dalla radiazione proveniente dalle stelle massicce.
Questi atomi caldi e ionizzati hanno originariamente emesso nell’infrarosso, ma nel loro viaggio per raggiungere la terra la lunghezza d’onda dell’emissione è stata allungata dall’espansione dell’universo stesso, fino a divenire il segnale millimetrico rilevato dai telescopi.
Da misure estremamente precise del cambiamento subito dalla lunghezza d’onda della “luce” nel suo percorso e stato possibile identificare il segnale come quello tipico dell’ossigeno molecolare.