I PRIMI RISULTATI DELLA GAIA-ESO SURVEY

Ammassi gemelli, con DNA diverso

Gaia-ESO, la survey spettroscopica pubblica eseguita a uno dei quattro telescopi VLT dell’ESO, ha completato con successo i suoi primi due anni di osservazioni, per un totale di 135 notti, sulle 300 previste. Più di 5000 spettri stellari ad alta risoluzione sono stati resi disponibili dallo scorso novembre alla comunità scientifica internazionale

galaxy_view_colorgalaxy_view_colorGaia-ESO, la survey spettroscopica pubblica eseguita a uno dei quattro telescopi VLT dell’ESO, guidata da Sofia Randich di INAF-Arcetri e Gerry Gilmore (IoA, Cambridge), ha completato con successo i suoi primi due anni di osservazioni, per un totale di 135 notti, sulle 300 previste. Molti gli obiettivi raggiunti in questo periodo iniziale, fra i quali di particolare rilevanza la prima consegna ad ESO dei “prodotti” della Survey; più di 5000 spettri stellari ad alta risoluzione sono stati resi disponibili dallo scorso novembre alla comunità scientifica internazionale. Il contributo INAF al raggiungimento di tali obiettivi è molto significativo: ricercatori ad Arcetri, Bologna, Catania e Palermo coordinano attività critiche all’interno del progetto (si veda l’articolo apparso su ESO Messenger nel 2012 e, più in generale, circa 40 persone in 7 istituti (Capodimonte, Padova, e Torino, oltre a quelli già menzionati) sono attivamente coinvolte nella survey.

Parallelamente al rilascio degli spettri ad ESO, è iniziata la fase di sfruttamento scientifico internamente al consorzio, che ha portato al raggiungimento dei primi risultati scientifici, molti dei quali a guida italiana. In particolare, i primi due articoli del consorzio ad essere accettati dalla rivista Astronomy & Astrophysics sono stati coordinati da Paolo Donati (INAF, Osservatorio di Bologna) e da Laura Magrini (INAF, Osservatorio di Arcetri).

Nel primo caso, i dati Gaia-ESO hanno permesso di determinare in modo molto accurato e sicuro i parametri (età, distanza, estinzione) di Trumpler 20, uno dei primi ammassi aperti osservati dalla survey; nell’altro, si è ricostruita la distribuzione di abbondanze di elementi chimici di tre ammassi aperti, fra i quali lo stesso Trumpler 20, situati nella parte interna della nostra Galassia.

Gli ammassi aperti sono gruppi di stelle unite dalla reciproca attrazione gravitazionale, nate dalla stessa nube, e quindi aventi stessa età e composizione chimica. Gli ammassi aperti risiedono nel disco sottile della Via Lattea e rappresentano traccianti molto importanti della distribuzione spaziale degli elementi chimici nel disco e della loro evoluzione nel tempo. Ogni ammasso aperto possiede, infatti, uno schema di abbondanze (un pò come ogni cellula possiede una sequenza di DNA) che è l’impronta “fossile” della composizione del mezzo interstellare dal quale l’ammasso si è formato.

Gli ammassi aperti sono tra i principali targets della Gaia-ESO Survey che ne osserverà più di 50. Durante i primi sei mesi sono stati ottenuti spettri di tre ammassi (NGC 6705, NGC 4815 e Trumpler 20), molto importanti perchè si trovano relativamente vicini al Centro Galattico, cioè in un ambiente ostile, dove difficilmente un ammasso sopravvive a lungo, a causa delle numerose collisioni con nubi molecolari. Questi tre oggetti sono quindi, probabilmente, parte di quanto resta di una popolazione di ammassi massicci, sopravvissuti grazie alla loro massa e ad un’orbita che ha permesso loro di evitare collisioni.

I tre ammassi aperti hanno proprietà molto simili; in particolare, sono localizzati circa alla stessa distanza dal Centro Galattico e sono tutti molto più giovani del Sole. Le predizioni dei modelli comunemente usati per studiare la formazione ed evoluzione chimica della Via Lattea, probabilmente troppo semplificati, indicano che essi dovrebbero anche condividere la stessa distribuzione di elementi chimici, lo stesso “’DNA”.

Il team coordinato da Magrini ha invece a sorpresa evidenziato diversità nel “DNA” dei tre ammassi. In altre parole, l’ottima qualità degli spettri ottenuti dalla Gaia-ESO Survey ha permesso di rivelare differenze nella distribuzione di elementi chimici, che risulta ben distinta per ognuno dei tre oggetti. Tale risultato da una parte indica che gli ammassi si sono formati in diverse zone della Via Lattea e si sono successivamente spostati dal luogo di nascita alla loro posizione attuale; dall’altra, suggerisce che il processo di evoluzione del disco sottile sia ben più complesso di quanto previsto.

Andando in maggior dettaglio, il team ha anche confrontato la distribuzione di abbondanze dei tre ammassi con quelle delle stelle di campo della Via Lattea (anch’esse osservate dalla Gaia-ESO Survey), evidenziando sia analogie che differenze. In particolare, uno degli ammassi mostra una distribuzione di abbondanze tipica di zone più vicine al centro della Galassia, risultato che avalla l’ipotesi che esso si sia spostato notevolmente dal suo luogo di formazione. Mentre era già noto che gli ammassi si potessero spostare dal luogo natale seguendo un’orbita, questa è la prima volta che l’effetto è dimostrato solidamente su base chimica. È quindi fondamentale ottenere una dettagliata caratterizzazione della cinematica degli ammassi, e, ovviamente, della loro chimica, per poterli sfruttare appieno per studiare l’evoluzione del disco sottile e per fornire vincoli ai modelli chimico-dinamici.

Questi primi risultati rappresentano solo la punta dell’iceberg di quanto si sta ottenendo con la Gaia-ESO Survey, ma sono già sufficienti per mostrare il suo enorme potenziale per lo studio della formazione ed evoluzione della Via Lattea.