Rivelati i primi giorni della nostra galassia

Uno studio condotto da ricercatori dell'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) mette in sequenza gli eventi che hanno dato origine alla nostra galassia.

L'universo 13.000 milioni di anni fa era molto diverso dall'universo che conosciamo oggi. Resta inteso che le stelle si stavano formando a un ritmo molto rapido, formando le prime galassie nane, le cui fusioni hanno dato origine alle più grandi galassie odierne, compresa la nostra Via Lattea. Tuttavia, la catena esatta degli eventi che hanno prodotto la Via Lattea non era nota fino ad ora.

Misurazioni esatte di posizione, luminosità e distanza per circa un milione di stelle della nostra galassia entro 6.500 anni luce dal sole, ottenute con il telescopio spaziale Gaia, hanno permesso a una squadra dell'IAC di rivelare alcune delle sue prime fasi. “Abbiamo analizzato e confrontato con modelli teorici, la distribuzione di colori e magnitudini (luminosità) delle stelle nella Via Lattea, suddividendole in diversi componenti; il cosiddetto alone stellare (una struttura sferica che circonda le galassie a spirale) e il disco spesso (stelle che formano il disco della nostra galassia, ma che occupa una certa altezza)”, spiega la dottoressa Carme Gallart, (1) ricercatrice dell'IAC e primo autore di questo articolo, che è stato pubblicato oggi sulla rivista Nature Astronomy. (2)

Precedenti studi avevano scoperto che l'alone galattico mostrava chiari segni di essere costituito da due distinte componenti stellari, una dominata da stelle più blu dell'altra. Il movimento delle stelle nella componente blu ci ha rapidamente permesso di identificarlo come i resti di una galassia nana (Gaia-Encelado) che ha avuto un impatto sulla prima Via Lattea. Tuttavia, la natura della popolazione rossa e l'epoca della fusione tra Gaia-Encelado e la nostra Galassia erano sconosciute fino ad ora.

“L'analisi dei dati di Gaia ci ha permesso di ottenere la distribuzione dell'età delle stelle in entrambi i componenti e ha dimostrato che i due sono formati da stelle ugualmente vecchie, che sono più anziane di quelle del disco spesso”, afferma il ricercatore e il co-autore Chris Brook.

E se entrambi i componenti si formassero contemporaneamente, cosa differenzierebbe l'uno dall'altro? “Il pezzo finale del puzzle è stato dato dalla quantità di metalli (elementi che non sono idrogeno o elio) nelle stelle di un componente o dell'altro”, spiega Tomás Ruiz Lara, un ricercatore IAC e un altro degli autori del articolo. “Le stelle nella componente blu hanno una quantità minore di metalli rispetto a quelle della componente rossa”. Questi risultati, con l'aggiunta delle previsioni di simulazioni che sono anche analizzate nell'articolo, hanno permesso ai ricercatori di completare la storia della formazione della Via Lattea.

Tredicimila milioni di anni fa le stelle iniziarono a formarsi in due diversi sistemi stellari che poi si fusero: una era una galassia nana che chiamiamo Gaia-Encelado, e l'altra era la progenitrice principale della nostra Galassia, quattro volte più massiccia e con una più grande proporzione di metalli. Circa diecimila milioni di anni fa vi fu una violenta collisione tra il sistema più massiccio e Gaia-Encelado. Di conseguenza alcune delle sue stelle, e quelle di Gaia-Encelado, furono messe in moto caotico, e alla fine formarono l'alone dell'attuale Via Lattea. Successivamente ci furono violenti scoppi di formazione stellare fino a 6.000 milioni di anni fa, quando il gas si stabilì nel disco della Galassia e produsse quello che noi conosciamo come il “disco sottile”.

“Fino ad ora tutte le previsioni e le osservazioni cosmologiche di galassie a spirale distanti simili alla Via Lattea indicano che questa fase violenta della fusione tra strutture più piccole era molto frequente”, spiega Matteo Monelli, ricercatore dell'IAC e coautore dell'articolo. “Ora siamo stati in grado di identificare la specificità del processo nella nostra Galassia, rivelando i primi stadi della nostra storia cosmica con dettagli senza precedenti”.

Riferimenti:

(1) Carme Gallart

(2) Uncovering the birth of the Milky Way through accurate stellar ages with Gaia

Descrizione foto: primi giorni della Via Lattea - impressione dell'artista. Credito: Gabriel Pérez Díaz, SMM (IAC).

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: The early days of the Milky Way revealed