LO STUDIO SU THE ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS

Stelle immigrate nel Centro galattico

Il centro della nostra galassia è una delle regioni dell’universo più ricche di stelle. Al suo interno, un gruppo di astronomi ha ora identificato un’antica popolazione stellare precedentemente sconosciuta. Si tratta di un gruppo di stelle molto vecchie, provenienti da un ammasso globulare della nostra galassia, migrate verso il centro della Via Lattea da tre a cinque miliardi di anni fa

     29/09/2020
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Il Centro galattico è il cuore attorno al quale ruotano tutte le stelle della nostra galassia. Scoperto solo nel secolo scorso, questa ampia regione di spazio si trova a circa 26 mila anni luce dalla Terra in direzione della costellazione del Sagittario, nel punto in cui la Via Lattea appare più luminosa. Al suo interno si trova il cosiddetto ammasso stellare nucleare (nuclear star cluster, in inglese, o Nsc): uno dei più densi agglomerati di stelle dell’universo conosciuto.

La regione centrale della Via Lattea vista dagli “occhi” a infrarossi dal telescopio spaziale Spitzer della Nasa. Al centro dell’immagine, la fascia orizzontale è il piano galattico. Il punto bianco più luminoso al centro di questa banda è l’ammasso stellare nucleare (Nsc), la regione all’interno della quale si trova la nuova popolazione di stelle scoperte da Manuel Arca Sedda et al. Crediti:asa / Jpl-Caltech / S. Solovy (Spitzer Science Center / Caltech

È lì che un gruppo di astronomi, di cui fanno parte anche due italiani – Manuel Arca Sedda dell’Astronomisches Rechen-Institut (Ari) di Heidelberg, in Germania, e Alessia Gualandris, del dipartimento di Fisica dell’Università del Surrey, nel Regno Unito –, utilizzando le capacità osservative del Very Large Telescope (Vlt) dell’Eso, in Cile, ha identificato un’antica popolazione di stelle mai osservata prima.

Si tratta di un gruppo di stelle con proprietà molto peculiari, che rappresenta circa il 7 per cento di tutte quelle presenti nell’ammasso stellare nucleare. La loro metallicità, ad esempio, cioè l’abbondanza di elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio, è bassa, sub-solare (la maggior parte delle  stelle nel Centro galattico ha una metallicità più alta del Sole), il che indica che si tratti di stelle molto vecchie. Anche la loro velocità di rotazione attorno al centro galattico non è comune, essendo maggiore di quella delle stelle circostanti. Infine, il piano di rotazione, inclinato rispetto al piano galattico, differisce anch’esso dalla maggior parte delle stelle presenti.  Caratteristiche, queste, che Arca Sedda e coleghi riportano nell’articolo appena pubblicato su The Astrophysical Journal Letters, insieme ai risultati di ulteriori studi volti a riscrivere la storia di questa strana collezione di stelle.

Secondo gli autori, si tratta di stelle con un’origine comune ma che una volta dovevano “abitare” regioni diverse da quelle in cui si trovano adesso. «Tra le altre cose», dice Arca Sedda «il nostro obiettivo era scoprire quanto tempo fa un ammasso stellare di questo tipo sarebbe potuto entrare nella regione intorno al Centro galattico e da dove proveniva originariamente».

Le simulazioni condotte dai ricercatori suggeriscono che la storia di questo ammasso sia cominciata quando, da 3 a 5 miliardi di anni fa, stelle molto vecchie sono migrate da qualche parte del cosmo verso l’interno dell’ammasso stellare nucleare. Già, da qualche parte dello spazio. Ma da dove, esattamente?

Le possibilità sono due, spiegano i ricercatori. La prima è che le stelle di un ammasso provengano da regioni molto lontane ma comunque interne alla Via Lattea, da dove si sono spostate migrando verso il centro della galassia. L’altra ipotesi è che invece le stelle abbiano origini extra-galattiche. È possibile infatti che si tratti di stelle del nucleo galattico rimanente o di un grande ammasso stellare di una galassia nana inghiottita dalla Via Lattea, che si sono poi spinte fino al nostro Centro galattico.

Mediante simulazioni al computer, gli scienziati hanno studiato entrambi questi scenari. «I nostri risultati indicano che è più probabile l’avvicinamento verso il centro di un ammasso stellare della Via Lattea», sottolinea Nadine Neumayer del Max Planck Institute for Astronomy (Mpia) di Heidelberg, in Germania, co-autrice dell’articolo.

Per avvalorare questa ipotesi, gli astronomi hanno confrontato le proprietà della popolazione stellare scoperta con quelle di vecchi ammassi globulari nella Via Lattea e con quelle di stelle entrate nella Via Lattea come parte di galassie nane. Ebbene, quello che hanno scoperto è che le loro proprietà erano più simili alle prime.

L’ipotesi dei ricercatori è che la nuova popolazione di stelle potrebbe essersi formata dalla collisione di più ammassi globulari di stelle vecchie all’interno della galassia. Successivamente, a causa del fenomeno dell’attrito dinamico (un effetto gravitazionale dovuto alla materia circostante), questi ammassi avrebbero perso velocità di rotazione e si sarebbero spostati verso il Centro galattico, fondendosi con altri ammassi e formando infine cluster di stelle nucleari molto più grandi.

«Sebbene un’origine extragalattica delle stelle non possa essere completamente esclusa, è piuttosto improbabile», conclude Arca Sedda «Questo è un ulteriore segno che l’ammasso stellare nucleare al centro della galassia è almeno in parte il risultato dell’impatto di ammassi più piccoli».

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