La nostra galassia, la Via Lattea, perturbata dall’interazione mareale con una galassia nana, come previsto dalle simulazioni N-body. Nell’immagine sono evidenti le posizioni delle stelle osservate, che si trovano sopra e sotto il disco, utilizzate per testare lo scenario perturbativo. Crediti: T. Mueller/C. Laporte/Nasa/Jpl-Caltech
Un team internazionale di astronomi guidati dal Max Planck Institute for Astronomy (Mpia) ha fatto una sorprendente scoperta sul luogo di origine di due gruppi di stelle che si trovano nell’alone della Via Lattea. Le stelle dell’alone oggetto di studio sono raggruppate in due strutture giganti che orbitano attorno al centro della Via Lattea, una sopra e l’altra sotto il disco della nostra galassia. I ricercatori inizialmente pensavano che la loro origine fosse riconducibile a detriti lasciati da galassie più piccole che invasero la Via Lattea in un lontano passato. Ma, da uno studio pubblicato questa settimana sulla rivista Nature, sembra che gli astronomi siano ora in possesso di prove convincenti che dimostrano come alcune di queste strutture dell’alone siano in realtà state espulse dal disco galattico.
«Questo fenomeno è stato chiamato sfratto galattico», dice la coautrice Judy Cohen, Kate Van Nuys Page Professor di Astronomia al Caltech. «Le strutture sono spinte fuori dal piano della Via Lattea quando un’enorme galassia nana attraversa il disco galattico. Questo passaggio causa oscillazioni che espellono le stelle dal disco, sopra o sotto di esso a seconda della direzione che ha la massa in movimento responsabile della perturbazione».
«Tali oscillazioni potrebbero essere paragonate alle onde sonore di uno strumento musicale», osserva la prima autrice della pubblicazione, Maria Bergemann di Mpia. «Questo “suono” nella Via Lattea viene chiamato sismologia galattica, fenomeno previsto dalla teoria decine di anni fa. Ora abbiamo la prova evidente che queste oscillazioni nel disco della nostra galassia esistono realmente».
Vista dei telescopi gemelli dell’Osservatorio Keck, a Maunakea, nell’Isola delle Hawaii. Crediti: Wikimedia Commons
Ma come ha fatto il team di ricercatori ad arrivare a questa conclusione?
Per la prima volta, la squadra di Bergemann ha presentato modelli dettagliati delle abbondanze chimiche di queste stelle dell’alone, utilizzando il W. M. Keck Observatory, un osservatorio astronomico costituito da due telescopi riflettori gemelli, situati sulla sommità del vulcano Mauna Kea, nelle isole Hawaii.
«L’analisi dell’abbondanza chimica è un test molto potente che consente, in un modo simile al confronto del Dna, di identificare la popolazione genitrice della stella. Diverse popolazioni genitrici, come quelle presenti nel disco o nell’alone della Via Lattea, nelle galassie satelliti nane o negli ammassi globulari, hanno composizioni chimiche profondamente diverse. Quindi, sapendo di cosa sono fatte le stelle, possiamo immediatamente collegarle alle popolazioni stellari da cui si sono generate», spiega Bergemann.
Gli scienziati hanno studiato 14 stelle situate in due diverse strutture dell’alone: il Triangolo-Andromeda (Tri-E) e la regione A13. Queste due strutture si trovano sui lati opposti del disco della Via Lattea; circa 14.000 anni luce sopra e sotto il piano galattico. Il team ha ottenuto gli spettri delle stelle dell’alone usando lo spettrometro Hires (High-Resolution Echelle Spectrometer) del Keck Observatory.
«Il grande volume di dati e l’alta risoluzione spettrale di Hires sono stati fondamentali per il successo delle osservazioni delle stelle nella parte esterna della Via Lattea», aggiunge Cohen. «Un altro fattore chiave è stato il buon funzionamento dell’Osservatorio Keck: un buon puntamento e un funzionamento regolare consentono di ottenere spettri di molte stelle in poche notti di osservazione. In particolare, gli spettri presentati in questo studio sono stati ottenuti in una sola notte al Keck, e dimostrano quanto anche una sola notte possa essere preziosa». Oltre alle osservazioni al Keck, il team ha ottenuto anche lo spettro di un’ulteriore stella preso con il Very Large Telescope (Eso, Vlt) in Cile.
Confrontando le composizioni chimiche di queste stelle con quelle trovate in altre strutture cosmiche, gli scienziati hanno scoperto, non senza sorpresa, che le composizioni chimiche sono pressoché identiche, sia all’interno di questi gruppi che fra loro, e sono molto simili a quelle delle stelle presenti nella parte esterna del disco della Via Lattea. Ciò fornisce prove convincenti che le stelle dell’alone molto probabilmente provengono dal sottile disco galattico (la parte più giovane della Via Lattea, concentrata nel piano galattico). Questa scoperta è molto entusiasmante perché indica che il disco della Via Lattea e le sue dinamiche sono significativamente più complesse di quanto si è sempre pensato in precedenza. «Abbiamo dimostrato che potrebbe essere abbastanza comune, per gruppi di stelle nel disco, essere trasferiti in posizioni più distanti all’interno della Via Lattea, in seguito allo sfratto da parte di una galassia satellite invaditrice. Inoltre, il fatto che modelli chimici simili possono essere trovati anche in altre galassie, indica una potenziale universalità di questo processo dinamico», conclude la coautrice Allyson Sheffield del LaGuardia Community College.
Come passo successivo, gli astronomi hanno in programma di analizzare gli spettri di ulteriori stelle nelle stesse zone (Tri-And e A13), così come quelli di stelle in altre strutture stellari più lontane dal disco. Inoltre, la loro intenzione è quella di determinare le masse e le età di queste stelle in modo da poter stabilire quando lo sfratto galattico abbia avuto luogo.
Per saperne di più:
- Leggi su Nature l’articolo “Two chemically similar stellar overdensities on opposite sides of the plane of the Galactic disk” di Maria Bergemann, Branimir Sesar, Judith G. Cohen, Aldo M. Serenelli, Allyson Sheffield, Ting S. Li, Luca Casagrande, Kathryn V. Johnston, Chervin F. P. Laporte, Adrian M. Price-Whelan, Ralph Schönrich e Andrew Gould.