Via Lattea, i “fossili spaziali” fanno luce sul suo passato

Proprio come sulla Terra, anche nella Via Lattea ci sono dei fossili che permettono di fare luce sul passato. Al di là della fitta nube di polvere che avvolge il centro della galassia (il rigonfiamento noto come bulge), un gruppo internazionale di astrofisici ha individuato degli oggetti antichissimi e finora sconosciuti. Si tratta di una nuova classe di sistemi stellari, prontamente ribattezzata dagli esperti “Frammenti Fossili del Bulge”. La scoperta è stata descritta sulla rivista Nature Astronomy, in uno studio che porta la firma di Francesco Ferraro, ricercatore del Dipartimento di Fisica e Astronoia “Augusto Righi” dell’Università di Bologna. È stato lui a coordinare il team di ricercatori che ha analizzato le caratteristiche di Liller 1, un sistema stellare situato proprio nel bulge della Via Lattea.

La vera natura di Liller 1

Da oltre quarant’anni, Liller 1 è stato classificato dagli esperti come “ammasso globulare”, ossia un aggregato di milioni di stelle che hanno tutte all’incirca la stessa età. A differenza dei suoi simili (nella Via Lattea se ne contano circa 150) possiede delle caratteristiche uniche, che lo rendono prezioso per fare luce sul passato della galassia. Si tratta, infatti, del frammento fossile di uno dei giganteschi agglomerati di stelle dalla cui fusione, 12 miliardi di anni fa, si è formato il cuore della Via Lattea. “I risultati del nostro studio dimostrano in maniera inequivocabile che Liller 1 non è un ammasso globulare, ma qualcosa di molto più complesso”, spiega Ferraro. “Si tratta di un relitto stellare, di un reperto fossile nel quale è impressa la storia della formazione della Via Lattea”, aggiunge.

Le caratteristiche dei Fossili del Bulge della Via Lattea

Alcuni anni fa, lo stesso gruppo di ricercatori si era imbattuto in Terzan 5, un oggetto simile a Liller 1. Anche in quel caso, l’apparenza era quella di un ammasso globulare nel bulge della Via Lattea. Ad un’analisi più dettagliata erano emerse delle caratteristiche non compatibili con questa classificazione. I Frammenti Fossili del Bulge contengono, infatti, due popolazioni stellari diverse. Una è molto antica e risale a circa 12 miliardi di anni fa, mentre l’altra è molto più giovane. Ciò dimostra due cose. La prima è che questi sistemi sono nati nella prima fase di formazione della Via Lattea. La seconda è che sono capaci di innescare al loro interno eventi multipli di formazione stellare.

La formazione di Liller 1 e Terzan 5

“Le proprietà delle popolazioni stellari vecchie osservate in Liller 1 e in Terzan 5 dimostrano che questi sistemi si sono originati all’epoca della formazione della Via Lattea”. A dirlo è Barbara Lanzoni, professoressa dell’Università di Bologna e associata dell’Inaf (Istituto Nazionale di Astrofisica). “D’altra parte, le popolazioni giovani sono più ricche di ferro e maggiormente concentrate nelle regioni centrali rispetto alle popolazioni vecchie, in accordo con quanto ci si aspetta in uno scenario di auto-arricchimento, in cui le stelle più giovani si formano da gas espulso dalla popolazione precedente”, aggiunge la docente.

Il ruolo del telescopio Gemini South

Per studiare le caratteristiche di Liller 1, situato in una delle regioni più opache della Via Lattea, i ricercatori si sono affidati a Gemini South, un potente telescopio ottico di otto metri di diametro situato in Cile, dotato di una strumentazione in grado di correggere le distorsioni prodotte dall’atmosfera terrestre sulle immagini delle stelle. Il suo utilizzo ha permesso di ottenere delle immagini particolarmente nitide di Liller 1, che hanno reso possibile al team di ricerca realizzare una prima analisi dettagliata della sua popolazione stellare. Per avere un quadro più completo della situazione mancavano però alcuni elementi. In particolare, era necessario stabilire se tutte le stelle presenti nelle immagini facessero effettivamente parte di Liller 1 o se alcune di esse si trovassero semplicemente lungo la stessa linea di vista. Per risolvere questo problema, i ricercatori si sono affidati a delle altre osservazioni, condotte tramite il telescopio spaziale Hubble.

Le similitudini tra Liller 1 e Terzan 5

Combinando le immagini ottenute, i ricercatori hanno scoperto che Liller 1 ospita almeno due popolazioni stellari di età drasticamente differenti. La prima risale a circa 12 miliardi di anni fa, lo stesso periodo in cui si formò la Via Lattea, e la seconda ha un’età compresa tra 1 e 2 miliardi di anni. “La scoperta che Liller 1 ha caratteristiche molto simili a quelle di Terzan 5 ha permesso di definire una nuova classe di sistemi stellari, originati da progenitori abbastanza massicci da poter trattenere il gas espulso ad altissima velocità dalle supernove. Quelli che osserviamo oggi sono solo frammenti di quelle gigantesche strutture”, spiega Emanuele Dalessandro, ricercatore dell’Inaf – Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio (OAS) di Bologna e coautore dello studio.

L’origine della Via Lattea

“In questi reperti fossili è scritta la formazione della nostra galassia, risalente a un’epoca in cui l’Universo era ancora bambino: aveva solo un miliardo di anni”, aggiunge Ferraro. “Ora dobbiamo continuare a scavare ancora più a fondo: grazie a questi “ritrovamenti fossili” possiamo, infatti, cominciare finalmente a rileggere questa storia, e forse a ridisegnare le nostre conoscenze riguardo alla formazione del bulge”, conclude il ricercatore.