Un nuovo studio, condotto dai ricercatori dell’Istituto di scienze cosmiche dell’Università di Barcellona (Iccub) e del Centre National de la Recherche Scientifique (Cnrs), offre nuovi spunti su come si formano ed evolvono galassie simili alla Via Lattea e sul perché le loro stelle presentino schemi chimici sorprendentemente complessi. Pubblicata ieri su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, la ricerca esplora le origini di una caratteristica misteriosa della Via Lattea: la presenza di due gruppi distinti di stelle con composizioni chimiche diverse, nota come bimodalità chimica.
Una galassia simile alla Via Lattea. Crediti: Matthew D. A. Orkney (Iccub-Ieec) /Auriga project
Quando gli scienziati studiano le stelle vicine al Sole, ne distinguono due tipi principali in base alla composizione chimica, in particolare alla quantità di ferro (Fe) e di magnesio (Mg) presenti. I due gruppi formano “sequenze” separate in un diagramma chimico, pur sovrapponendosi per quanto riguarda la metallicità. Questa evidenza ha a lungo lasciato perplessi gli astronomi.
Il nuovo studio utilizza simulazioni computerizzate avanzate (chiamate simulazioni Auriga) per ricreare la formazione di galassie come la Via Lattea in un universo virtuale. Analizzando 30 galassie simulate, il team ha cercato indizi su come si formano tali sequenze chimiche.
Comprendere la storia chimica della Via Lattea aiuta gli scienziati a ricostruire la formazione della nostra galassia e di altre galassie simili. Tra queste c’è la vicina Andromeda, nella quale finora non è stata osservata alcuna bimodalità. Queste informazioni offrono anche preziosi indizi sulle condizioni dell’universo primordiale e sul ruolo dei flussi di gas cosmici e delle fusioni galattiche.
«Questo studio dimostra che la struttura chimica della Via Lattea non è un modello universale», afferma Matthew D. A. Orkney, ricercatore presso l’Iccub e l’Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (Ieec). «Le galassie possono seguire percorsi diversi per raggiungere risultati simili, e questa diversità è fondamentale per comprendere la loro evoluzione».
Lo studio rivela che galassie come la Via Lattea possono sviluppare due sequenze chimiche distinte attraverso vari meccanismi. In alcuni casi, questa bimodalità deriva da esplosioni di formazione stellare seguite da periodi di scarsa attività, mentre in altri è il risultato di cambiamenti nell’afflusso di gas proveniente dall’ambiente circostante.
Simulazione di una galassia simile alla Via Lattea dalla suite Auriga, che alterna immagini delle stelle, del gas colorato in base all’abbondanza di ferro (Fe) e del gas colorato in base all’abbondanza di magnesio (Mg). La galassia ha sviluppato un grande disco di gas piatto che forma un sottile disco di stelle giovani e blu. Il disco di gas era più spesso nelle fasi iniziali, producendo una popolazione di stelle più vecchie e più rosse in un disco stellare più spesso. Crediti: Matthew D. A. Orkney (Iccub-Ieec)/progetto Auriga
Contrariamente a quanto ipotizzato in precedenza, la collisione con una galassia più piccola nota come Gaia-Sausage-Enceladus non è una condizione necessaria affinché emerga questo modello chimico. Al contrario, le simulazioni mostrano che il gas povero di metalli proveniente dal mezzo circumgalattico svolge un ruolo cruciale nella formazione della seconda sequenza di stelle. Inoltre, la forma di queste sequenze chimiche è strettamente legata alla storia della formazione stellare della galassia.
Man mano che nuovi telescopi, come il James Webb Space Telescope (Jwst), e le prossime missioni, come Plato e Chronos, forniranno dati più dettagliati sulle stelle e sulle galassie, i ricercatori saranno in grado di verificare questi risultati e affinare la nostra visione del cosmo.
«Questo studio suggerisce che altre galassie dovrebbero presentare una diversità di sequenze chimiche. Tale previsione sarà presto verificabile nell’era dei telescopi da 30 metri, quando studi simili sulle galassie esterne diventeranno routine. In ultima analisi, queste osservazioni ci permetteranno di affinare ulteriormente la comprensione del percorso evolutivo della Via Lattea», conclude il coautore Chervin Laporte.
Per saperne di più:
- Leggi su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society l’articolo “The Milky Way in context: The formation of galactic discs and chemical sequences from a cosmological perspective” di Matthew D. A. Orkney, Chervin F. P. Laporte, Robert J. J. Grand e Volker Springel