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Grazie all'altissima risoluzione delle immagini realizzate dal telescopio spaziale James Webb della NASA, uno studio ha individuato Gz9p3, una galassia estremamente lontana e massiccia che sembra il risultato della fusione di galassie più piccole avvenuto a soli 510 milioni di anni dal Big Bang: si tratta della fusione galattica più antica mai osservata. Da tempo sappiamo che le galassie massicce che osserviamo si formano tramite fusione di galassie più piccole, ma Gz9p3 è molto più massiccia di quanto ci si aspetterebbe a circa mezzo miliardo di anni dal Big Bang. Questa scoperta suggerisce quindi che le grandi galassie si siano formate molto prima di quanto ci aspettassimo.
Lo studio è stato realizzato all'interno del programma di ricerca GLASS (Grism Lens-Amplified Survey from Space), una campagna di osservazione realizzata dal telescopio spaziale James Webb per lo studio dell'Universo lontano. Scomponendo e analizzando la luce proveniente da oggetti lontanissimi, il programma è in grado di ottenere dettagli mai visti prima riguardo i fenomeno dell'Universo primordiale, migliorando di conseguenza la nostra comprensione dell'evoluzione dell'Universo dalla sua formazione fino a oggi.
Gli autori dello studio, guidato dall'astronomo britannico Kit Boyett dell'Università di Melbourne in Australia, analizzando le immagini ad alta risoluzione del JWST hanno individuato una galassia estremamente lontana e dieci volte più massiccia delle altre osservate finora risalenti a un'epoca così antica rispetto all'età dell'Universo. Questa galassia, identificata come Gz9p3, si trova ad una distanza che la colloca ad un'epoca di soli 510 milioni di anni dopo il Big Bang. Sembra essere formata da diversi "pezzi". Uno di questi pezzi, in particolare, sembra a sua volta costituito da due elementi riconoscibili separatamente: due "grumi" di stelle molto giovani (meno di 10 milioni di anni), circondate da un alone di stelle più vecchie (circa 120 milioni di anni) e una "coda" di materiale apparentemente creata dalle interazioni gravitazionali.
Questa configurazione, che non era mai stato possibile osservare prima nelle immagini di altri telescopi con minore risoluzione, è compatibile con la formazione di questa galassia attraverso la fusione di due galassie più piccole, attirate l'una verso l'altra dalla reciproca attrazione gravitazionale. Le stelle più antiche dell'alone diffuso sono originarie delle galassie costituenti, mentre quelle più giovani si sono formate più recentemente dall'interazione del gas interstellare durante la fusione. La fusione tra i vari "pezzi" di galassia non sembra essere ancora completa (motivo per cui è ancora possibile riconoscere gli elementi separatamente), ma le osservazioni sembrano indicare uno stato di interazione gravitazione avanzato tra le diverse componenti.
La formazione di galassie più massicce attraverso la fusione di galassie più piccole è un fatto conosciuto nell'evoluzione delle strutture nell'Universo, un'idea conosciuta come "modello gerarchico" dell'evoluzione delle galassie. Secondo questo modello, le galassie più piccole hanno iniziato a formarsi in epoche molto antiche, per poi fondersi lentamente nell'arco di miliardi di anni per formare galassie via via più grandi e massicce.
Tuttavia, le osservazioni del telescopio spaziale James Webb stanno rivelando galassie più grandi di quanto ci si aspetterebbe a partire dalle simulazioni computerizzate dell'evoluzione cosmica, formatesi in epoche più antiche di quanto ci si potrebbe aspettare. Diversi studi recenti stanno confermando questo fatto, spingendo gli astronomi a continuare le osservazioni cercando galassie sempre più lontane. Questo studio si colloca all'interno di questa ricerca, e sembra mostrare come galassie molto massicce formate dalla fusione di galassie più piccole si sono formate molto prima di quanto si pensasse, mostrando come i nostri modelli di evoluzione delle galassie devono essere migliorati, e come l'Universo "giovane", poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang, appaia già molto più "maturo" in termini di formazione delle strutture a larga scala.
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