Lug 23

Rivelate da Gaia le prime fasi di vita della Via Lattea

I ricercatori dell’INAF–Osservatorio Astronomico d’Abruzzo in collaborazione con colleghi dell’Instituto Astrofisico de Canarias (Spagna) e dell’Observatoire de la Côte d’Azur (Nizza, Francia), grazie alle osservazioni del satellite Gaia, hanno ricostruito la sequenza di eventi che hanno caratterizzato le prime fasi di vita della nostra Galassia.

Circa 13 miliardi di anni fa, l’Universo era molto differente da come lo conosciamo oggi: è noto che le stelle si formavano con un tasso di formazione molto elevato, e si raggruppavano in “galassie nane”. Queste ultime, fondendosi tra di loro (durante processi chiamati “merger”), hanno formato in tempi successivi le galassie più massicce che conosciamo oggi, inclusa la nostra: la Via Lattea. Tuttavia, l’esatta catena di eventi che portarono alla formazione della Via Lattea non era ancora del tutto nota.

Le recenti misure molto accurate di posizione, luminosità e distanza per circa un milione di stelle della nostra galassia incluse in un volume sferico con raggio pari a circa 6500 anni luce dal Sole, ottenute dal satellite Gaia, hanno consentito ad un team di ricerca formato da astronomi italiani, spagnoli e francesi di studiare in dettaglio alcuni degli eventi che hanno caratterizzato le prime fasi di vita della Via Lattea. Il lavoro di ricerca (vai all’articolo in Inglese), pubblicato sulla rivista Nature Astronomy, è basato sull’analisi ed il confronto dei dati con accurati modelli teorici della distribuzione in colore e luminosità (diagramma colore-magnitudine) di diverse componenti stellari della Via Lattea: l’alone (una struttura sferica che circonda le galassie a spirale), ed il cosiddetto disco spesso (in inglese “thick disk”, costituito da stelle formatesi nel disco della Via Lattea e distribuite entro una determinata distanza dal piano del disco galattico).

Studi precedenti avevano mostrato che l’alone (nel volume interessato dalle osservazioni effettuate con il satellite Gaia) era formato da due distinte componenti stellari: una dominata da stelle di colore nettamente più blu di quelle appartenenti all’altra componente. Lo studio delle caratteristiche cinematiche delle stelle appartenenti alla “componente blu” aveva permesso di identificare questa struttura come appartenente ad una galassia nana – probabilmente la galassia Gaia-Enceladus – scontratasi con la Via Lattea nelle primissime fasi della sua formazione. Tuttavia, l’origine e la natura della “componente rossa” ed l’epoca esatta dell’impatto non erano note.

L’analisi dei dati di Gaia ha permesso di ottenere la distribuzione dell’età delle stelle presenti nelle due componenti e ha mostrato con chiara evidenza che, sia la “componente blu” che la “componente rossa” sono formate da stelle estremamente antiche, ancora più antiche delle stelle del disco spesso. Ciò che differenzia le stelle delle due componenti è il diverso contenuto di metalli (gli elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio): in particolare le stelle appartenenti alla popolazione blu sono molto più povere di metalli delle stelle della popolazione rossa.

Combinando queste informazioni con i risultati di alcune simulazioni cosmologiche, il team di ricercatori ha ricostruito la sequenza di eventi che hanno segnato le prime fasi di vita della nostra galassia:

  • circa 13 miliardi di anni fa, le stelle si formarono in due distinti sistemi stellari: la galassia nana Gaia-Enceladus e il nucleo progenitore della Via Lattea, circa 4 volte più massiccio e più ricco di metalli di Gaia-Enceladus
  • circa 10 miliardi di anni fa, i due sistemi si scontrarono e si unirono formando un unico sistema. Come conseguenza della violenta collisione, alcune stelle appartenenti al progenitore della Via Lattea e praticamente tutte quelle di Gaia-Enceladus acquistarono le velocità tipiche che oggi si misurano per le stelle dell’alone e diedero vita ad una struttura sferica intorno al disco della galassia
  • nei periodi successivi, si ebbero vari eventi di formazione stellare, sino a circa 6 miliardi di anni fa, quando il gas residuo si depositò nel disco galattico, formando ciò che oggi conosciamo come disco spesso.

 

 

Santi Cassisi

 

 

Crediti video e immagini: Servicio multimedia – Istituto Astrofisico de Canarias

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