Stelle intorno alla Via Lattea: Invasori cosmici o vittime di uno sfratto galattico?


Un team internazionale di astronomi, guidato dall’Istituto Max Planck per l’Astronomia, ha fatto una sorprendente scoperta sul luogo di nascita di gruppi di stelle situati nell’alone della nostra galassia.

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Questo alone è raggruppato in gigantesche strutture che orbitano attorno al centro della nostra galassia, sopra e sotto il disco piatto della Via Lattea. I ricercatori pensavano che si fossero formati dai detriti lasciati dalle galassie più piccole che in passato si erano incautamente avvicinate alla Via Lattea.

Ma in uno studio pubblicato sulla rivista Nature, gli astronomi ora  hanno prove convincenti che alcune di queste strutture di alone in realtà provengono dal disco stesso della Via Lattea, ma nel tempo sono state cacciate fuori dal loro luogo di origine.  “Questo fenomeno si chiama sfratto galattico”, ha detto il co-autore Judy Cohen, Kate Van Nuys Page Professor di Astronomia di Caltech. “quando una massiccia galassia nana passa attraverso il disco galattico queste strutture sono spinte fuori dal piano della Via Lattea. Questo passaggio provoca oscillazioni, o onde, che espellono stelle dal disco, sia sopra che sotto di esso a seconda della direzione in cui si sta muovendo la massa perturbante”.

“Le oscillazioni possono essere paragonate alle onde sonore di uno strumento musicale”, ha detto l’autrice Maria Bergemann di MPIA. “Chiamiamo questo ‘ronzio’ nella Via Lattea “galattosismologia”, che è stato previsto teoricamente decenni fa. Ora abbiamo la prova più chiara ottenuta finora di queste oscillazioni nel disco della nostra galassia”.

Per la prima volta, il team di Bergemann ha presentato modelli dettagliati di abbondanza chimica di questi aloni utilizzando l’Osservatorio W.M. Keck a Maunakea, Hawaii.

“L’analisi delle abbondanze chimiche è un test molto potente, che permette, in modo simile alla corrispondenza del DNA, di identificare la popolazione madre della stella. È noto che diverse popolazioni madri, come quelle del disco o dell’alone della Via Lattea, le galassie satelliti nane o gli ammassi globulari, hanno composizioni chimiche radicalmente diverse tra di loro. 

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Abbondanze chimiche delle stelle osservate.

Così, una volta che sappiamo di cosa sono fatte le stelle, possiamo immediatamente collegarle alle loro popolazioni madri”, ha detto Bergemann.

Gli scienziati hanno studiato 14 stelle situate in due diverse strutture di alone – il Triangulum-Andromeda (Tri-And) e l’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 (vedi la figura all’inizio dell’articolo).

Il team ha ottenuto gli spettri delle stelle dell’alone utilizzando lo spettrometro ad alta risoluzione Echelle dell’Osservatorio Keck (HIRES).

“L’alta produttività e l’alta risoluzione spettrale di HIRES sono state cruciali per il successo delle osservazioni delle stelle nella parte esterna della Via Lattea”, ha detto Cohen. “Un altro fattore chiave è stato il buon funzionamento dell’Osservatorio Keck; un buon puntamento e un buon funzionamento permettono di ottenere spettri di più stelle in poche notti di osservazione. Gli spettri di questo studio sono stati ottenuti in una sola notte, il che dimostra quanto possa essere preziosa anche una sola notte”.

Il team ha anche ottenuto uno spettro di una stella supplementare presa con il Very Large Telescope (VLT) dell’Osservatorio Australe Europeo del Sud in Cile.

Confrontando le composizioni chimiche di queste stelle con quelle trovate in altre strutture cosmiche, gli scienziati sono rimasti sorpresi di scoprire che le composizioni chimiche sono quasi identiche, sia all’interno di questi gruppi che tra di loro, e che corrispondono strettamente ai modelli di abbondanza delle stelle del disco esterno della Via Lattea.

Questo fornisce una prova convincente che le stelle dell’alone molto probabilmente provengono dal disco sottile galattico la parte più giovane della Via Lattea, fortemente concentrata sul piano Galattico stesso.

Questi risultati sono molto entusiasmanti perché indicano che il disco della Via Lattea e la sua dinamica è molto più complessa di quanto si pensasse.

“Abbiamo mostrato che può essere abbastanza comune che gruppi di stelle nel disco siano trasferite in aree più distanti all’interno della Via Lattea – essendo state “sfrattate” da una galassia satellite invasore. Modelli chimici simili possono essere trovati anche in altre galassie, indicando una potenziale universalità galattica di questo processo dinamico”, ha detto il co-autore Allyson Sheffield di LaGuardia Community College/CUNY.

Come passo successivo, gli astronomi progettano di analizzare gli spettri di altre stelle nelle sovradensità Tri-And e A13, così come stelle in altre strutture stellari più lontane dal disco. Essi hanno anche intenzione di determinare le masse e le età di queste stelle in modo da poter limitare i limiti di tempo di quando questo sfratto galattico ha avuto luogo.

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