Utilizzando i dati acquisiti con lo strumento Giarps, montato sul Telescopio nazionale Galileo (Tng) dell’Inaf, un team internazionale composto da ricercatori dell’Università di Stoccolma, dell’Accademia cinese delle scienze, dell’Istituto nazionale di astrofisica e di altre istituzioni ha prodotto la prima mappa del fosforo della Via Lattea risolta in base all’età: dunque una mappa che non mostra solo la distribuzione spaziale di un fenomeno, ma anche come questa distribuzione varia con l’età degli oggetti presi in esame.
Protagonista del nuovo studio, in uscita su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, è il fosforo, un elemento cruciale dell’hardware dei nostri corpi: insieme al calcio, contribuisce alla formazione delle ossa e dei denti. Un elemento sulla cui origine ci sono ancora molti punti interrogativi. Il Big Bang ha prodotto principalmente idrogeno, elio e tracce di litio, mentre gli elementi più pesanti sono stati forgiati successivamente all’interno delle stelle, nelle supernove, nelle kilonove e così via, per poi essere riciclati in nuove stelle e pianeti. Per quanto riguarda in particolare il fosforo, combinando la spettroscopia nel vicino infrarosso con precise indicazioni dell’età ottenute da ammassi aperti e cefeidi classiche, i ricercatori hanno scoperto una doppia linea temporale che mostra come questo elemento, essenziale per la vita, si sia accumulato nel recente passato della nostra galassia.
Evoluzione dell’abbondanza del fosforo rispetto all’età. Emergono due regimi: negli ammassi più vecchi (oltre un miliardo di anni) aumenta con l’età, mentre nelle popolazioni più giovani (meno di un miliardo di anni) rimane costante o cambia solo leggermente. Crediti: M. Jian et al., Mnras, 2025
Lo studio si è avvalso dell’analisi di deboli righe spettrali del fosforo nel vicino infrarosso per dimostrare che gli ammassi più vecchi, quelli con più di un miliardo di anni, presentano un aumento del fosforo man mano che aumenta l’età (porzione a destra del grafico), mentre le popolazioni più giovani, comprese le cefeidi, che sono giovani stelle variabili, mostrano una quantità di fosforo stabile nel tempo, o con variazioni molto lievi. Due diversi andamenti che devono essere spiegati da due diversi scenari di formazione del fosforo.
«Il nostro diagramma fosforo-età funziona come un orologio chimico», spiega il primo autore dell’articolo Mingjie Jian, del Dipartimento di astronomia dell’Università di Stoccolma. «Ci dice quando la nostra galassia ha immagazzinato questo elemento essenziale per la vita e quali stelle lo hanno prodotto».
La maggior parte degli studi precedenti sul fosforo non disponeva di dati affidabili sull’età delle stelle. Senza conoscere l’età, è difficile stabilire quando le diverse fonti stellari hanno dominato la produzione di fosforo. Gli ammassi aperti risolvono questo problema: le loro stelle hanno la stessa età e composizione, e l’età può essere determinata con metodi affidabili, consentendo di collocare il fosforo su una linea temporale precisa.
Il Telescopio nazionale Galileo, dove è montato lo strumento Giarps. Crediti: R. Bonuccelli/Inaf
Lo studio ha preso in esame stelle di 24 ammassi aperti insieme a 20 stelle cefeidi. I dati, raccolti al Tng – il più grande telescopio Inaf, sull’Isola di La Palma (Canarie) – con Giarps, fanno parte del large program Stellar Population Astrophysics (Spa), guidato da Livia Origlia dell’Inaf Oas Bologna, e in particolare dei sottoprogrammi Spa-open clusters e Spa-variables, guidati da Angela Bragaglia (Inaf Oas Bologna) e Giuseppe Bono (Università di Roma Tor Vergata).
«Vedere una traccia determinata da stelle massicce e precoci a fianco dell’altra traccia, determinata invece da stelle più recenti e di massa ridotta, altera la timeline della presenza nella nostra regione della Via Lattea degli ingredienti della vita», osserva il secondo autore dell’articolo, Xiaoting Fu, dell’Osservatorio della Montagna Purpurea (Cina). «Fornisce inoltre ai modellisti un obiettivo più preciso per simulare l’evoluzione del fosforo nella nostra galassia».
Fonte: press release del Tng
Per saperne di più:
- Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo “Stellar population astrophysics (SPA) with the TNG. The Phosphorus abundance on the young side of MilkyWay”, di Mingjie Jian, Xiaoting Fu, Valentina D’Orazi, Angela Bragaglia, S. Bijavara Seshashayana, He Zhao, Ziyi Guo, Karin Lind, Noriyuki Matsunaga, Antonino Nunnari, Giuseppe Bono, Nicoletta Sanna, Donatella Romano e Marina Dal Ponte