Il piano della Via Lattea, la nostra galassia, osservato nell’infrarosso dal telescopio spaziale WISE della NASA. Il nucleo è una componente disitinta che si trova nelle regioni centrali e le cui stelle ruotano seguendo traiettorie tra loro simili. Una antica popolazione stellare che non mostra le stesse proprietà cinematiche, è stata scoperta sempre nel “cuore” della nostra galassia e probabilmente rappresenta le primissime stelle che la hanno formata. Crediti: NOAO/AURA/NSF/AIP/A. Kunder
Stelle vecchissime, con età superiori ai dieci miliardi di anni, delle “vegliarde” che portano ancora con sé, nelle loro orbite nello spazio, la storia della formazione della nostra Galassia, la Via Lattea. Le ha scoperte nella regione centrale della Via Lattea un gruppo internazionale di ricercatori guidato da Andrea Kunder dell’Istituto Leibniz per l’Astrofisica a Potsdam in Germania a cui ha partecipato Giuseppe Bono, dell’Università di Roma Tor Vergata e associato INAF.
Gli scienziati sono riusciti per la prima volta a scovare questa antichissima popolazione stellare in mezzo agli altri astri che popolano la regione centrale della Galassia grazie alle osservazioni condotte con l’Anglo Australian Telescope in Australia. Osservazioni mirate a studiare le proprietà di una particolare classe di stelle variabili in avanzata fase evolutiva, le RR Lyrae. La luminosità di questi oggetti celesti aumenta e diminuisce con regolarità più o meno nell’arco di un giorno: una proprietà che da un lato le rende più difficili da studiare rispetto alle altre stelle, ma che gli astronomi hanno scoperto essere utilissima per ricavare con precisione la loro distanza, grazie a una relazione che lega il periodo di oscillazione con la luminosità intrinseca della stella.
L’indagine ha permesso di misurare le velocità di centinaia di stelle in direzione della costellazione del Sagittario, ovvero verso il centro galattico, su una porzione di cielo più grande di quella coperta dalla Luna piena. Unendo a questi dati le informazioni sulle età di queste stelle i ricercatori sono riusciti a esplorare le condizioni della regione centrale della Via Lattea spingendosi fino all’epoca in cui si è formata. E questo perché la nostra Galassia è composta da differenti generazioni di stelle che si sono accese in momenti differenti della sua storia. Una caratteristica che ci permette di fornire una stima grossolana dell’età delle stelle è la presenza di elementi più pesanti dell’idrogeno e dell’elio nelle loro atmosfere, che gli astronomi chiamano “metalli”. Poiché questi elementi vengono generati durante l’esplosione di supernovae che li disperdono nello spazio, ci aspettiamo che gli astri di generazioni più recenti siano anche più ricche di questi metalli. Viceversa le stelle più antiche sono tipicamente povere di metalli. La maggior parte delle stelle che occupano le regioni centrali della nostra Galassia sono ricche di metalli, e hanno più o meno lo stesso contenuto di metalli del nostro Sole, le cui età variano da pochi milioni di anni a circa 5 miliardi di anni, e sono disposte in una conformazione che ricorda la forma di un pallone da rugby che prende il nome di barra. Le stelle della barra mostrano traiettorie piuttosto simili che descrivono attorno al centro galattico. Anche l’idrogeno gassoso nella Via Lattea segue questa rotazione. Ma non tutte le stelle sembrano comportarsi così. Gli astronomi che hanno condotto l’indagine che verra’ pubblicata sulla rivista The Astrophysical Journal Letters hanno scoperto sorprendentemente che le stelle RR Lyrae non seguono quelle orbite, ma mostrano traiettorie molto più ampie e casuali, un fatto che suggerisce come si possano essere formate a grande distanza dal centro della Via Lattea.
«Il risultato che abbiamo ottenuto sulle RR Lyrae del nucleo della Via Lattea si inserisce all’interno di un ampio progetto che il nostro gruppo porta avanti da diversi anni sullo studio delle popolazioni antiche – ovvero stelle con un’età maggiore di 10 miliardi di anni – in diverse componenti dello sferoide Galattico (nucleo, centro, alone, ammassi globulari)» commenta Giuseppe Bono. «Il vantaggio principale nell’utilizzare le variabili RR Lyrae come traccianti di popolazioni stellari è che possiamo fornire una stima delle singole distanze di queste stelle con una altissima precisione. Lo svantaggio è connesso con la loro varibilità e quindi alla necessità di effettuare diverse misure per stimare le loro proprietà medie. L’uso di dati sia fotometrici che spettroscopici ci ha consentito di poter stimare le distanze e le proprietà cinematiche di diverse centinaia di RR Lyrae nelle regioni interne del nucleo e quindi di poter confrontare le loro proprietà sia con stelle giovani (poche decine di milioni di anni) che di età intermedia (pochi miliardi di anni). Con nostra sorpresa i traccianti delle popolazioni antiche mostrano moti che sono più casuali rispetto alle altre popolazioni stellari, suggerendo quindi una diversa origine e formazione. Questo risultato supporta i modelli di formazione galattica che suggeriscono una repentina migrazione verso il centro della Galassia delle popolazioni stellari che si erano inizialmente formate nel disco. Una ulteriore conferma dello scenario suggerito la potremo avere dalla loro composizione chimica. Stelle con diversa origine hanno anche diverse abbondanze di elementi pesanti, un progetto a cui stiamo già lavorando».
Per saperne di più:
- leggi l’articolo Before the Bar: Kinematic Detection of A Spheroidal Metal-Poor Bulge Component di Andrea Kunder, R.M. Rich, J. Storm, D.M. Nataf, R. De Propris, A.R. Walker, G. Bono, C. I. Johnson, J. Shen, Z.Y. Li accettato per la pubblicazione sulla rivista The Astrophysical Journal Letters