Per qualche tempo, gli astronomi hanno saputo che le collisioni o le fusioni tra galassie sono parte integrante dell'evoluzione cosmica. Oltre a far crescere le galassie, queste fusioni innescano anche nuovi cicli di formazione stellare man mano che gas fresco e polvere vengono iniettati nella galassia. In futuro, gli astronomi stimano che la Galassia della Via Lattea si fonderà con la Galassia di Andromeda, così come le Nuvole di Magellano piccole e grandi nel frattempo.
Secondo i nuovi risultati ottenuti dai ricercatori del Center for Computational Astrophysics (CCA) di Flatiron Institute a New York City, i risultati della nostra eventuale fusione con le nuvole di Magellano sono già stati avvertiti. Secondo i risultati presentati al 235 ° incontro dell'American Astronomical Society questa settimana, le stelle che si formano nella periferia della nostra galassia potrebbero essere il risultato di queste galassie nane che si fondono con la nostra.
Nel corso della presentazione, che ha avuto luogo mercoledì (8 gennaio) ad Honolulu, il team di ricerca ha spiegato come i dati dell'ESA Gaia l'osservatorio ha rivelato l'esistenza di un giovane ammasso stellare nella periferia dell'alone della Via Lattea. Questo cluster è stato designato Price-Whelan 1 in onore del caposquadra Adrian M. Price-Whelan (ricercatore presso l'ACC).
Ancora più sorprendente è stato il fatto che gli spettri ottenuti dall'ammasso indicano che probabilmente si sono formati dal flusso di gas che emana da uno dei bracci della Grande Nuvola Magellanica. La scoperta suggerisce che questo flusso di gas che si estende dalle galassie, noto come Leading Arm II, è considerevolmente più vicino alla Via Lattea di quanto si pensasse (e anche più vicino allo scontro con essa).
A dire il vero, identificare i cluster di stelle nella nostra galassia è difficile poiché le stelle possono sembrare raggruppate nel cielo, ma sono separate da vaste distanze nella realtà. Inoltre, le stelle possono essere viste in prossimità l'una dell'altra in un punto ma poi si trovano a muoversi in direzioni diverse. Determinare quali stelle sono raggruppate insieme richiede misurazioni precise delle posizioni delle stelle nel tempo (alias astrometria).
Questo è lo scopo di Gaia missione, che raccoglie dati su posizioni, distanze e movimenti propri di circa 1,7 miliardi di oggetti celesti dal 2013. Utilizzando l'ultimo set di dati rilasciato dalla missione, Price-Whelan e i suoi colleghi hanno cercato prove di giovani stelle molto blu che aveva dei grumi che si muovevano con loro. Dopo averne identificati diversi, li hanno incrociati per eliminare i cluster noti.
Alla fine ne rimase solo uno: un ammasso stellare relativamente giovane che ha circa 117 milioni di anni e che si trova nella periferia lontana della Via Lattea. Come ha spiegato Price-Whelan:
"Questo è un ammasso di stelle scadente - meno di qualche migliaio in totale - ma ha grandi implicazioni oltre la sua area locale della Via Lattea ... È molto, molto lontano. È più lontano di qualsiasi giovane stella conosciuta nella Via Lattea, che in genere si trova sul disco. Quindi, subito, ho pensato: "Santo fuma, che cos'è?"
La posizione del cluster la colloca nell '"alone" della Via Lattea, la regione esterna della nostra galassia situata oltre i bracci a spirale. Sebbene contenga la maggior parte della massa della nostra galassia, è anche molto più scura delle braccia a spirale in cui si trova la maggior parte delle stelle della Via Lattea. In questa regione si trova anche un fiume di gas noto come "Magellanic Stream", che forma il bordo più esterno di SMC e LMC e raggiunge la Via Lattea.
Questo flusso è povero di metalli, a differenza delle nuvole di gas che si trovano nelle zone esterne della Via Lattea. Ciò ha permesso a David Nidever, assistente professore alla Montana State University e coautore dello studio, di determinare che il nuovo ammasso stellare era di origine extragalattica. Conducendo un'analisi del contenuto di metallo delle 27 stelle più luminose nel cluster, ha scoperto che la loro metallicità era simile a quella del torrente Magellanico.
Sulla base di questi risultati, il team ha concluso che il cluster si è formato come gas dal flusso magellano attraversato l'alone della Via Lattea. Combinato con l'attrazione gravitazionale della nostra galassia, il passaggio attraverso l'alone ha creato una forza di resistenza che ha compresso il gas fino al punto in cui è crollato per formare nuove stelle. Nel tempo, le stelle si sono mosse davanti al flusso di gas e si sono unite alla Via Lattea esterna.
Lo studio di questo cluster potrebbe avere notevoli implicazioni per la nostra comprensione dell'evoluzione della nostra galassia. Ad esempio, finora gli astronomi non sono stati in grado di limitare efficacemente la distanza tra il torrente Magellanico e la nostra galassia. Ma grazie alla scoperta di questo nuovo ammasso stellare, Price-Whelan e i suoi colleghi prevedono che il bordo del torrente Magellano si trova a 90.000 anni luce dalla Via Lattea.
Questa è circa la metà della distanza precedentemente prevista. Inoltre, la scoperta di ammassi nella periferia della Via Lattea potrebbe anche rivelare se le nuvole di Magellano si scontrarono con la nostra galassia in passato. Questa è l'apparente tendenza per quanto riguarda le fusioni: i due oggetti celesti non si scontrano frontalmente, ma oscillano l'uno sull'altro e si scambiano materiale, alla fine si uniscono per formare un singolo oggetto.
Come indicato da Nidever, i risultati del team stanno anche portando gli astronomi a perfezionare le loro teorie su quando la Grande nuvola di Magellano si fonderà con la nostra galassia:
"Se il Magellanic Stream è più vicino, in particolare il braccio principale più vicino alla nostra galassia, è probabile che venga incorporato nella Via Lattea prima di quanto preveda il modello attuale. Alla fine, quel gas si trasformerà in nuove stelle nel disco della Via Lattea. In questo momento, la nostra galassia sta esaurendo il gas più velocemente del suo rifornimento. Questo ulteriore gas in arrivo ci aiuterà a riempire quel serbatoio e ad assicurarci che la nostra galassia continui a prosperare e formare nuove stelle. "
Questo studio è l'ultimo di una serie resa possibile dal Gaia missione, che stanno avanzando collettivamente la nostra comprensione di come la nostra galassia si è evoluta e continuerà a farlo in futuro. Inizialmente previsto per terminare entro il 2018, il Gaia la missione è stata estesa e rimarrà in funzione fino al 2022 (salvo ulteriori ampliamenti).
La prossima versione di Gaia i dati di archivio (EDR3) si svolgeranno in due parti, con la prima pubblicata nel terzo trimestre del 2020 e la seconda nella seconda metà del 2021. La scoperta di Price-Whelan 1 e la successiva analisi spettroscopica del team sono state entrambi oggetto di articoli pubblicati in Il diario astrofisico il 5 dicembre e il 16 dicembre, rispettivamente.
