La massa di una stella è senza dubbio un parametro fondamentale, che ne determina evoluzione e destino. Per quanto riguarda le giganti rosse, masse ed età non sono mai state misurate direttamente dagli spettri stellari. Gli astronomi della Sloan Digital Sky Survey (SDSS) sono riusciti in questa impresa, ottenendo una mappa delle età stellari all’interno della Via Lattea.
In un risultato presentato pochi giorni fa al meeting dell’American Astronomical Society, il team guidato da Melissa Ness del Max Planck Institute for Astronomy di Heidelberg è riuscito a ricostruire la prima “curva di crescita” per la Via Lattea. Il loro grafico, che sfrutta le età di oltre 70.000 stelle e si estende fino a 50.000 anni luce di distanza (poco meno del raggio della nostra galassia), ci aiuta a comprendere le prime fasi di vita della galassia a spirale in cui viviamo.
I punti colorati sono sovrapposti a una rappresentazione artistica della Via Lattea e indicano le stelle che compongono la mappa realizzata grazie ai dati APOGEE e Kepler. I punti in rosso indicano le stelle più vecchie, mentre quelli blu le stelle che si sono formate di recente. Crediti: G. Stinson (MPIA)
«Nei pressi del centro della galassia vediamo le stelle più vecchie, che si sono formate quando la Via Lattea era giovane e piccola. Più lontano ci sono le stelle giovani. Ne concludiamo che la nostra galassia è cresciuta dall’interno verso l’esterno», afferma Melissa Ness. «Per poter vedere questo abbiamo bisogno di una mappa di età che copra grandi distanze, ed è quello che siamo riusciti a fare con questo nuovo lavoro».
I ricercatori hanno mappato la galassia puntando i loro strumenti sulle giganti rosse, stelle molto brillanti che attraversano una delle fasi finali della loro vita e che si possono osservare anche a grandi distanze. «Se conosciamo la massa di una gigante rossa, possiamo ricavare la sua età sfruttando le nostre conoscenze della fusione che avviene all’interno delle stelle», afferma Marie Martig, autrice principale di uno studio correlato e co-autrice dello studio di Ness. «Stimare le masse delle giganti rosse è un obiettivo storicamente molto complesso, ma le campagne osservative più recenti hanno sviluppato nuove tecniche che lo hanno reso possibile».
Gli scienziati hanno basato i loro studi su un set di dati spettroscopici raccolti dall’esperimento APOGEE (che sta per Apache Point Observatory Galaxy Evolution Experiment), uno dei componenti della SDSS. «APOGEE è lo strumento ideale per questo tipo di studi perché è in grado di ottenere spettri di alta qualità per 300 stelle contemporaneamente su una vasta area di cielo», ha dichiarato Steve Majewski della University of Virginia, principal investigator di APOGEE. «Vedere così tante stelle tutte insieme significa che, nell’arco di qualche anno, siamo riusciti ad ottenere spettri di 70.000 rosse giganti con un singolo telescopio».
Le età delle stelle non possono essere misurate direttamente dagli spettri APOGEE, ma gli scienziati si sono resi conto che integrando questi dati con le curve di luce raccolte da Kepler (il telescopio spaziale della NASA che ha come obiettivo principale la ricerca pianeti extrasolari) è possibile ottenere una stima delle età delle stelle. APOGEE ha quindi osservato migliaia di giganti rosse che erano già state puntate da Kepler.
«Nella galassia che conosciamo meglio – la nostra – si può leggere in modo chiaro la storia di come si formano le galassie in un Universo dominato da grandi quantità di materia oscura fredda», spiega Ness. «La possibilità di vedere così tante singole stelle ci consente di tracciare la crescita della Via Lattea con un dettaglio senza precedenti. La mappa che abbiamo ottenuto è enorme, e il suo valore avrà una lunga durata nel tempo».