ORBITE ANOMALE E BASSA METALLICITÀ

Stelle fuori dal coro

Analizzando il moto e la composizione chimica di oltre 118mila stelle, due astronome della University of California Santa Cruz hanno riscontrato che quelle con orbita esterna al piano galattico presentano anche una metallicità bassa, e non correlata alla distanza dal cuore della Via Lattea.

Le concentrazioni di metalli, misurate dalla survey SEGUE-2, nelle stelle della nostra Galassia. Le due linee orizzontali indicano le regioni, nei pressi e al di sopra del piano galattico, dove si trovano le stelle per le quali si è analizzata la composizione chimica. Nel riquadro in basso si può osservare come la metallicità diminuisca all’allontanarsi dal centro galattico, e aumenti avvicinandosi. Al contrario, per le stelle al di sopra del piano, come evidenziato nel pannello superiore, la metallicità è pressoché costante a tutte le distanze. Credit: Judy Cheng e Connie Rockosi (University of California, Santa Cruz) / 2MASS Survey

Il disco della Via Lattea, quanto a moto degli astri, è un po’ come un grande sistema planetario. Al centro, al posto del Sole, il nucleo. E tutt’attorno, come fossero pianeti sul piano dell’eclittica, orbitano le stelle. Alcune di queste, però, di rimanersene lì, confinate sul disco come tutte le altre, proprio non ne vogliono sapere: preferiscono vagabondare in regioni meno affollate, seguendo orbite originali che le portano a esplorare porzioni di cielo al di sopra e al di sotto del piano galattico. Ed è a loro che si rivolge l’attenzione della survey SEGUE-2 (Sloan Extension for Galactic Understanding and Exploration 2), un’indagine di cui è responsabile Connie Rockosi, astronoma della University of California Santa Cruz, sui dati raccolti in dieci anni di osservazioni dalla Sloan Digital Sky Survey (SDSS): «Vogliamo capire che tipo di stelle sono, da dove arrivano e come sono arrivate lì».

Un team guidato da un’altra astronoma della University of California Santa Cruz, Judy Cheng, ha provato ad analizzare il contenuto metallico di queste stelle, correlandolo poi alla loro posizione nella Galassia. Un tipo di analisi, questo, che permette ai ricercatori di risalire indietro nel tempo per capire come il disco della Via Lattea si sia formato. Questo perché la metallicità – ovvero, l’abbondanza relativa di elementi più pesanti dell’elio  – è un ottimo indicatore della generazione alla quale una stella appartiene. Le stelle di prima generazione, infatti, erano interamente composte da idrogeno ed elio (per un esemplare da record di questi dinosauri celesti, vedi la news pubblicata su Media INAF sulla “stella che non dovrebbe esserci”). Nel corso del tempo, mano a mano che la fusione nucleare progrediva, hanno trasformato parte dell’idrogeno e dell’elio in elementi più pesanti, come il calcio o il ferro. Elementi che sono poi entrati a far parte della generazione di stelle successiva. In questo modo, mano a mano che le generazioni si avvicendavano e il disco della Via Lattea cresceva, le stelle si sono sempre più arricchite di calcio, ferro e altri elementi pesanti. In altre parole, misura la metallicità e avrai la generazione.

Ebbene, i risultati dello studio, condotto su un campione di oltre 118mila stelle, hanno messo in luce alcune tendenze ben precise, anche se ancora non c’è una spiegazione sicura al fenomeno. Anzitutto, nelle stelle che orbitano sul piano galattico – quelle più ordinarie, dunque – la metallicità cala mano a mano che ci si allontana dal centro della Galassia. «Questo significa che, nella regione più periferica del disco, il numero di generazioni che si sono formate è minore rispetto alla zona centrale – dunque, il disco della Via Lattea è andato crescendo dall’interno verso l’esterno», spiega Cheng. Una correlazione, questa, che risulta invece assente per il ridotto gruppo di stelle anticonformiste, quelle che orbitano al di sopra e al di sotto del disco. Esse presentano, infatti, un livello di metallicità comunque basso, indipendentemente dalla loro distanza rispetto al cuore della Via Lattea.

Ciò che i ricercatori vogliono ora provare a capire è se le stelle le percorrono già dall’origine, queste orbite anomale, o se ci sono finite in seguito a un evento in qualche modo traumatico. «Alla luce dei nuovi risultati», conclude Cheng, «se ci fossero nate, significherebbe che si sono formate allo stesso rate ovunque nella Galassia. Se invece si fossero trovate in origine su orbite regolari, dev’essere accaduto loro qualcosa di estremamente efficace, in grado di rimescolarle al punto da disperdere ogni traccia di regolarità legata alla composizione metallica, come appunto la tendenza osservata sul piano galattico confrontando le popolazioni più all’interno e quelle più all’esterno». Eventi, ipotizzano i ricercatori, come la collisione fra la Via Lattea e altre galassie vicine, o una sorta di colpo di spazzola sul disco a opera dei bracci a spirale.

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