Le vibrazioni di un terremoto stellare portano a una nuova stima dell’età della Via Lattea


I dati raccolti dal telescopio Kepler, ormai defunto della NASA, forniscono una soluzione a un mistero astronomico.

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Un’impressione artistica della Via Lattea, che mostra i dischi spessi e sottili.

I terremoti stellari registrati dal telescopio spaziale Kepler della NASA hanno aiutato a rispondere a una domanda di lunga data sull’età del “disco spesso” della Via Lattea.

In un articolo pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, un team di 38 scienziati guidati da ricercatori dell’australiano ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in Three Dimensions (ASTRO-3-D) utilizza i dati della sonda ormai dismessa per calcolare che il disco ha circa 10 miliardi di anni.

“Questa scoperta chiarisce un mistero”, dice l’autore principale, il dottor Sanjib Sharma di ASTRO-3-D e dell’Università australiana di Sydney.

“I dati precedenti sulla distribuzione per età delle stelle nel disco non erano d’accordo con i modelli costruiti per descriverlo, ma nessuno sapeva dove si trovava l’errore nei dati o nei modelli. Ora siamo abbastanza sicuri di averlo trovato”.

La Via Lattea, come molte altre galassie a spirale, è costituita da due strutture a disco, note come “spessa” e “sottile”. Il disco spesso contiene solo il 20% circa del totale delle stelle della galassia, e, in base al suo gonfiore verticale e alla sua composizione, si ritiene che sia il più vecchio della coppia.

Per scoprire quanto più vecchio, il dottor Sharma e i suoi colleghi hanno utilizzato un metodo noto come astrosismologia, un modo per identificare le strutture interne delle stelle misurando le loro oscillazioni dalle scosse stellari.

“Le scosse generano onde sonore all’interno delle stelle che le fanno risuonare o vibrare”, spiega il coautore Dennis Stello, professore associato di ASTRO-3-D e dell’Università del New South Wales.

“Le frequenze prodotte ci dicono cose sulle proprietà interne delle stelle, compresa la loro età. È un po’ come identificare un violino come uno Stradivarius ascoltando il suono che produce”.

Questa datazione permette ai ricercatori di guardare essenzialmente indietro nel tempo e discernere il periodo della storia dell’Universo in cui si è formata la Via Lattea, una pratica conosciuta come archeologia galattica.

Non che i ricercatori sentano effettivamente il suono generato dai terremoti stellari. Invece, cercano come il movimento interno si riflette nei cambiamenti di luminosità.

“Le stelle sono solo strumenti sferici pieni di gas”, dice Sharma, “ma le loro vibrazioni sono minime, quindi dobbiamo guardare molto attentamente.

Le squisite misure di luminosità effettuate da Kepler erano ideali per questo”. Il telescopio era così sensibile che sarebbe stato in grado di rilevare l’oscuramento dei fari di un’auto mentre una pulce lo attraversava”.

I dati forniti dal telescopio nei quattro anni successivi al suo lancio nel 2009 rappresentavano un problema per gli astronomi. Le informazioni suggerivano che nel disco spesso c’erano più stelle e più giovani di quanto previsto dai modelli.

La domanda che si ponevano gli scienziati era decisiva: i modelli erano sbagliati o i dati erano incompleti?

Nel 2013, tuttavia, Kepler si è guastato e la NASA l’ha riprogrammato per continuare a lavorare su una capacità ridotta, un periodo che è diventato noto come la missione K2. Il progetto prevedeva l’osservazione di diverse parti del cielo per 80 giorni alla volta.

La prima tranche di questi dati ha rappresentato una nuova e ricca fonte per il dottor Sharma e i colleghi della Macquarie University, dell’Australian National University, della University of New South Wales e della University of Western Australia. Nella loro analisi si sono aggiunti altri provenienti da istituzioni di Stati Uniti, Germania, Austria, Italia, Danimarca, Slovenia e Svezia.

Una nuova analisi spettroscopica ha rivelato che la composizione chimica incorporata nei modelli esistenti per le stelle nel disco spesso era sbagliata, il che ha influenzato la previsione della loro età. Tenendo conto di ciò, i ricercatori hanno scoperto che i dati asterosismici osservati cadevano ora in “eccellente accordo” con le previsioni dei modelli.

I risultati forniscono una forte verifica indiretta del potere analitico dell’asterosismologia per stimare le età, dice il professor Stello.

Egli ha aggiunto che i dati aggiuntivi ancora da analizzare dalla K2, combinati con le nuove informazioni raccolte dal Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) della NASA, si tradurranno in stime accurate per le età di più stelle all’interno del disco e questo ci aiuterà a svelare la storia della formazione della Via Lattea.

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