Via Lattea, le sue due vite impresse nelle stelle

Notizia shock: la Via Lattea potrebbe essere morta moltissimo tempo fa e stare ora vivendo la sua seconda “giovinezza”! Calcoli effettuati dal ricercatore giapponese Masafumi Noguchi della Tohoku University – illustrati a fine luglio su Nature nell’articolo “The formation of solar-neighbourhood stars in two generations separated by 5 billion years” – hanno rivelato dettagli senza precedenti sulla storia della nostra galassia. Una storia scritta nella composizione elementare delle sue stelle: nella loro firma spettrale è infatti impressa la lista degli ingredienti del gas presente nella galassia all’epoca in cui si sono formate. Detto altrimenti,  le stelle memorizzano l’abbondanza di elementi che costituiscono il gas nel momento in cui si formano.

Schema che mostra i due stadi di formazione stellare nella galassia della Via Lattea secondo Noguchi. Nell’illustrazione in alto, blu (freddo) e rosso (caldo) indicano il gas. La mappa dei colori nel pannello in basso mostra la distribuzione della composizione elementare delle stelle calcolata dal modello di Noguchi con la linea viola che indica come la composizione elementare del gas cambi nel tempo. Crediti: M. Noguchi da Nature, M. Haywood et al. A&A, 589, 66, Eso

Ci sono due gruppi di stelle nel nostro vicinato: uno è ricco di cosiddetti elementi α: elementi come come ossigeno, magnesio e silicio; l’altro contiene molto ferro. Recenti osservazioni di Misha Haywood (Observatoire de Paris) e colleghi hanno rivelato che questo fenomeno prevale su una vasta regione della Via Lattea. Il problema finora è stato quello di capire l’origine di questa dicotomia, e il modello di Noguchi ha fornito finalmente una risposta.

Generalmente si pensa che le stelle si siano formate in due epoche differenti, attraverso diversi meccanismi, con un lungo periodo “dormiente” nel mezzo. Lo scienziato nipponico ha scoperto che la nostra galassia ha una storia più drammatica e dinamica. Noguchi ha calcolato l’evoluzione della Via Lattea lungo un periodo di 10 miliardi di anni, compresa l’epoca chiamata “accrescimento a flusso freddo“, teoria proposta da Avishai Dekel (Hebrew University) e colleghi su come le galassie raccolgano il gas circostante durante la loro formazione. Sebbene la formazione a due stadi sia stata suggerita da Yuval Birnboim (sempre della Hebrew University) e colleghi per galassie molto più massicce , nello studio pubblicato su Nature Noguchi è stato in grado di confermare che lo stesso schema si applica alla nostra galassia.

La rappresentazione di Noguchi della storia della Via Lattea inizia nel momento in cui flussi di gas freddo fluirono nella galassia (accrescimento del flusso freddo), dando il via alla prima formazione stellare. Durante questo periodo il gas iniziò rapidamente a contenere elementi α rilasciati da esplosioni di supernove dalla vita breve come quelle di tipo II. Le stelle di prima generazione sono quindi ricche di elementi α.

Modello che prevede le tre differenti regioni della Via Lattea. Crediti: M. Noguchi da Nature, M. Haywood et al. A&A, 589, 66, Eso

Circa 7 miliardi di anni fa, con la produzione di onde d’urto e il conseguente riscaldamento del gas, quest’ultimo smise di fluire nella galassia e le stelle cessarono di formarsi. Durante questo periodo di stallo, le esplosioni di supernove di tipo Ia, la cui vita è relativamente più lunga, fecero nel gas una vera e propria iniezione di ferro. Raffreddandosi a seguito del rilascio di radiazione, circa 5 miliardi di anni fa il gas prese di nuovo a fluire nella galassia (flusso di raffreddamento), rendendo così la seconda generazione di stelle – fra le quali il Sole – ricche di ferro.

Lo stesso processo ha interessato la galassia vicina alla nostra, Andromeda, in cui le stelle si sarebbero formate anch’esse in due epoche diverse.

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Fonte: Via Lattea, le sue due vite impresse nelle stelle