Nei primissimi giorni del nostro Universo, poco più di 13 miliardi di anni fa, la struttura era molto ridotta. C'erano stelle e si stavano formando rapidamente, dando il via a quella che è conosciuta come l'era stellifera. Ma le enormi e maestose galassie che vediamo oggi, inclusa la nostra galassia della Via Lattea, non si erano ancora formate.
Le prime galassie che si formarono furono galassie nane e nel tempo si fusero insieme per costruire i tipi di galassie a spirale che vediamo oggi. Gli astronomi sanno che è quello che è successo, ma la cronologia esatta della Via Lattea non è stata chiara. Ora un nuovo studio pubblicato su Nature Astronomy ha rivelato alcuni dettagli nella formazione della nostra galassia domestica.
Il nuovo studio, intitolato "Scoprire la nascita della Via Lattea attraverso precise epoche stellari con Gaia", si basa sui dati del veicolo spaziale Gaia dell'ESA. La missione di Gaia è mappare le stelle nella Via Lattea. Non li mapperà tutti, ma misurerà accuratamente la posizione e il movimento di solo l'uno percento dei 100 miliardi di stelle della galassia. Quel campione rivela un quadro generale della galassia.
Il movimento di una stella viene impartito a quella stella al momento della sua formazione. Gaia crea una mappa 3D della Via Lattea misurando questo movimento. In sostanza, quella mappa consente agli astronomi di guardare indietro nel tempo, tracciando il movimento della stella all'indietro. Ecco perché i dati di Gaia sono uno strumento così potente per comprendere la storia della Via Lattea.
Un team di astronomi dell'Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC) ha usato questi dati per esaminare la storia della Via Lattea e scoprire come appariva in passato. L'autore principale dell'articolo è Carme Gallart, ricercatrice dell'IAC. In un comunicato stampa, Gallart ha dichiarato: “Abbiamo analizzato e confrontato con i 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 occupano una certa altezza). "
Gli astronomi hanno studiato l'alone galattico della Via Lattea e vi hanno trovato due distinte popolazioni di stelle. Una di quelle popolazioni è dominata da stelle blu. Il movimento di quelle stelle ha detto agli astronomi che sono i resti di una galassia nana che si è fusa con la Via Lattea. Quell'antica galassia nana si chiama Gaia-Encelado. L'altra popolazione dell'alone è formata da stelle rosse. La storia di quelle stelle e la cronologia della fusione della Via Lattea / Gaia-Encelado non furono mai ben comprese.
Grazie alla missione di Gaia e al lavoro di questi astronomi, ora stiamo comprendendo meglio la fusione.
"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 vecchie di quelle del disco spesso", afferma il ricercatore IAC e coautore Chris Brook.
Ma ciò pone un'altra domanda: se entrambe le popolazioni di stelle hanno la stessa età, come sono diverse? Principalmente si riduce alla loro metallicità.
"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", ha spiegato Tomás Ruiz Lara, un ricercatore e coautore dell'IAC. "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.
I risultati di questo lavoro raccontano una storia di formazione stellare e fusione e crescita galattica che sfocia nell'attuale Via Lattea.
Questa storia inizia 13 miliardi di anni fa, diverse centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang, quando le stelle si stavano formando in due sistemi separati. Uno era la galassia nana di Gaia-Encelado, e l'altro era il capostipite della nostra Via Lattea. La prima Via Lattea era circa 4 volte più massiccia della galassia nana ed era formata da stelle più giovani e più alte di metallicità.
Circa 10 miliardi di anni fa, vi fu una violenta collisione tra Gaia-Encelado e la prima Via Lattea. Quell'evento mise in moto caotico alcune stelle della galassia nana e altre della Via Lattea più grande, e alla fine formarono l'alone. Poi c'è stato un lungo periodo di esplosioni caotiche di formazione stellare, fino a quando le cose si sono calmate circa 6 miliardi di anni fa. Quindi, il gas si è depositato nel disco della galassia e ci ha dato quello che chiamiamo 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 le prime fasi della nostra storia cosmica con dettagli senza precedenti."
Di Più:
- Comunicato stampa: svelati i primi giorni della Via Lattea
- Articolo di ricerca: Scoprire la nascita della Via Lattea attraverso precise epoche stellari con Gaia
- La missione Gaia dell'ESA
