LO STUDIO SU THE ASTROPHYSICAL JOURNAL

La storia della Via Lattea, come in un film

La più accurata ricostruzione della storia della formazione stellare nelle galassie simili alla nostra ci offre la migliore visione di quello che può essere accaduto, nel corso di miliardi di anni, anche nella Via Lattea. Il commento di Paola Santini, ricercatrice INAF

Il cielo notturno, ricco di zone di formazione stellare, come l'avrebbe potuto osservare un ipotetico abitante di un pianeta extrasolare nella nostra Galassia, dieci miliardi di anni fa. Crediti: NASA, ESA, and Z. Levay (STScI)

Il cielo notturno, ricco di zone di formazione stellare, come l’avrebbe potuto osservare un ipotetico abitante di un pianeta extrasolare nella nostra Galassia, dieci miliardi di anni fa. Crediti: NASA, ESA, and Z. Levay (STScI)

E’ la più accurata ricostruzione della storia della formazione stellare nelle galassie simili alla nostra, che di fatto rappresenta la migliore visione di quello che può essere accaduto, nel corso di miliardi di anni, anche nella Via Lattea. Una sorta di ‘film’ fatto di tanti fotogrammi, circa 2.000, ognuno a rappresentare un’istantanea dello stato evolutivo di galassie a spirale in epoche assai remote. Una storia che si spinge indietro nel tempo fino a dieci miliardi di anni fa, che il team di ricercatori guidato da Casey Papovich (Texas A&M University di College Station, Stati Uniti) ha pazientemente ricostruito a partire dalle immagini raccolte da vari telescopi spaziali e terrestri, in differenti lunghezza d’onda. Dall’ultravioletto al lontano infrarosso, gli scienziati hanno combinato le osservazioni di Hubble e Spitzer della NASA, Herschel dell’Agenzia spaziale europea e del Magellan Baade Telescope all’Osservatorio Las Campanas, sulle Ande cilene per ottenere i loro risultati.

«Questo studio ci permette di vedere come ci sarebbe apparsa la Via Lattea nel passato» dice Papovich. «Ciò dimostra che queste galassie hanno subìto un grande cambiamento nella massa delle loro stelle negli ultimi 10 miliardi di anni, aumentandola di dieci volte, il che conferma le teorie sulla loro crescita. E la maggior parte di questa crescita di massa stellare è avvenuta nei primi 5 miliardi di anni dalla formazione delle galassie».

I dati raccolti e analizzati mostrano che queste galassie, e molto probabilmente anche la Via Lattea, hanno sperimentato il massimo della loro crescita tra 9,2 e 10 miliardi di anni fa, sfornando nuove stelle fino al vertiginoso ritmo di 30 ogni anno, alcune decine di volte più di quello che registriamo oggi nella nostra Galassia. Lo studio, appena pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal, rafforza così precedenti ricerche che hanno mostrato come la Via Lattea e le galassie simili ad essa, inizialmente, erano composte da piccoli gruppi di stelle e hanno raggiunto masse considerevoli ‘ingurgitando’ grandi quantità di gas. Questo accrescimento di materia ha determinato così il considerevole aumento del tasso di formazione stellare al loro interno registrato nelle epoche più remote.

In pochi secondi, una ricostruzione della storia evolutiva della Via Lattea (cliccare sull'immagine per avviare l'animazione)

In pochi secondi, una ricostruzione della storia evolutiva della Via Lattea (cliccare sull’immagine per avviare l’animazione)

Per Paola Santini, ricercatrice dell’INAF – Osservatorio Astronomico di Roma e vincitrice insieme a Gian Paolo Fadini della prima edizione del “Premio Giovani Ricercatori Italiani”, organizzato del Gruppo 2003 per la ricerca Scientifica, «l’analisi di Papovich e collaboratori rappresenta un ulteriore passo avanti per comprendere il complesso processo evolutivo delle galassie. Gli autori del lavoro hanno utilizzato osservazioni di survey extragalattiche profonde quali CANDELS, progetto in cui anche qui all’Osservatorio Astronomico di Roma siamo attivamente coinvolti. Tali survey funzionano da “macchine del tempo”, permettendoci di guardare che aspetto avevano a diverse epoche le galassie che popolano l’Universo oggi. L’obiettivo ultimo dell’analisi è comprendere attraverso quali processi fisici le galassie si sono evolute fino a mostrare oggi determinate proprietà».

«Utilizzando dati a diverse frequenze, che consentono di analizzare le varie componenti delle galassie, Papovich e collaboratori dimostrano che galassie come la Via Lattea o Andromeda hanno attraversato stadi evolutivi simili, semplicemente percorsi un po’ in anticipo dalle galassie di massa più grande» prosegue Santini. «Queste galassie hanno sperimentato una fase di formazione stellare modesta, seguita da una più intensa e molto oscurata da polvere, e infine si sono gradualmente trasformate in galassie passive, modificando la loro morfologia in una forma sferoidale e mostrando una netta diminuzione della loro attività di formazione stellare. Bisognerà attendere nuovi dati, per esempio dal telescopio ALMA, per determinare se questa trasformazione è dovuta all’esaurimento del gas, ingrediente principale per la formazione di nuove stelle, o alla diminuzione dell’efficienza del processo di conversione di gas in stelle, o infine a una combinazione di questi due fenomeni».

Per saperne di più:

  • l’articolo ZFOURGE/CANDELS: On The Evolution Of M∗ Galaxy Progenitors From Z = 3 To 0.5 di C. Papovich et al. pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal