Gli astronomi hanno appena scoperto quello che si può definire come un “fossile”, proveniente dalle profondità del tempo:  un segno di quando l’Universo era ancora molto molto giovane. Il peculiare oggetto è una stella, che potrebbe essere stata di seconda geenrazione, formatasi dunque non molto più avanti dello stesso Big Bang, la “grande esplosione” che ha dato origine all’Universo e a tutto ciò che esso contiene.

Posizionata nella galassia nana Sculptor (appartentente al Gruppo Locale), a quasi trecentomila anni luce di distanza da noi, la stella presenta dei rapporti di abbondanze chimiche soprendentemente simili a quelle riscontrate nelle stelle più anziane della nostra stessa Galassia. La sua presenza e le sue peculiari caratteristiche, suggeriscono come la Via Lattea abbia attraversato nella sua storia una fase di acuto “cannibalismo”, crescendo ed allargandosi a spese (possiamo ben dirlo) di una miriade di piccole galassiette, che sono state pian piano inglobate nella struttura in formazione, esattamente come dei “mattoni da costruzione” per la Galassia.

“Questa stella con ogni probabilità è quasi antica quanto l’Universo stesso” ha detto Anna Frebel dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, prima firmataria dell’articolo sulla prestigiosa rivista Nature, dove si descrive la scoperta.

Le galassie nane sono piccole galassie con “appena” pochi milioni di stelle – davvero poco se confrontate con le centinaia di miliardi presenti nella Via Lattea! Nello scenario cosmologico noto come “bottom-up” (dal piccolo al grande, potremmo tradurre) le galassie più grandi si formano  infatti lungo un arco temporale di milardi di anni, “assorbendo” ed inglobando un buon numero di queste piccole ma diffusissime galassie (le galassie nane sono di gran lunga le più diffuse nell’intero Universo).

E’ interessante notare che, se le galassie nane sono davvero i mattoni con i quali si construiscono le galassie più grandi, allora lo stesso tipo di stelle si dovrebbe poter trovare in entrambi i tipi di galassie. Questo dovrebbe essere ancor più vero nel caso di stelle antiche, povere di “metalli”: proprio quelle che meno avrebbero avuto modo di risentire dell’ambiente circostante, proprio quelle che potrebbero ben “tradire” la loro comune origine.

Le stelle più  vecchie nella nostra Galassia possono essere veramente “povere di metalli”, con abbondanze di elementi pesanti – appunto chiamati impropriamente “metalli” in astronomia – anche centomila volte più basse che nel Sole (che è una tipica stella più giovane, e ricca di metalli). Finora anche le più attente indagini non erano però state in grado di individuare stelle dello stesso tipo nelle galassie nane. Mancava dunque un riscontro osservativo chiaro per la stessa teoria della formazione della nostra Via Lattea.

La ricerca attuale dunque è importante perché finalmente rimuove anche l’ultimo ostacolo per la conferma dello scenario teorico. La stella trovata in Sculptor, chiamata S10220549 (certo non molto facile da ricordare, come nome…) risulta da misure spettroscopiche davvero povera di metalli: per la precisione, ben seimila volte più povera del nostro Sole! Una così bassa abbondanza di elementi pesanti, risulta cinque volte inferiore alla stella più “povera” finora trovata nelle galassie nane.

Dunque la semplice scoperta di questa stellina, ci rende assai più confidenti che lo scenario di formazione delle galassie che conosciamo, sia quello giusto: la Via Lattea con ogni probabilità, è nata esattamente così: inglobando pian piano una miriade di piccole galassie che le giravano intorno (e ancora continua a farlo, ad esempio con Sagittario. Il lupo, si sa, perde il pelo ma non il vizio! Ma questa è un’altra storia…)

Circa un quarto degli ammassi globulari nella nostra Via Lattea sarebbero in realtà “invasori” da altre galassie. E’ questo il sorprendente risultato di uno studio di un gruppo di scienziati dell’Università di Swinburne (Australia). In un articolo accettato per la pubblicazione nella rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, il professor Duncan Forbes ed i suoi collaboratori dimostrano come molti degli ammassi globulari presenti nella nostra galassia siano in realtà degli “stranieri”, ovvero si siano originati altrove e solo in un secondo tempo siano stati “annessi” alla Galassia (ricordiamo che la Via Lattea annovera al suo interno circa 150 di queste strutture, quasi tutte catalogate ed accuratamente studiate).

Va detto che anche in precedenza, più volte gli astronomi avevano sospettato che alcuni ammassi globulari – ognuno dei quali contiene un numero di stelle variabile tra poche decine di migliaia ad alcuni milioni – tradissero un’origine “esterna”, ma di fatto era sempre stato difficile identificare con sicurezza quali fossero. Nel presente studio, usando i dati del Telescopio Spaziale Hubble, i ricercatori hanno potuto effettuare una accurata “rassegna” degli ammassi globulari nella Via Lattea. Il lavoro ha permesso di redigere un catalogo di qualità mai raggiunta prima, comprendente l’età e i rapporti di abbondanza chimica di ognuno di questi ammassi.

“Utilizzando questo database siamo riusciti ad identificare delle caratteristiche peculiari in molti di questi ammassi globulari, che ci hanno mostrato il segno di una origine esterna” ha detto Forbes. La parte interessante e “nuova” è però quella del dato quantitativo, realmente impressionante: si stima che circa un quarto degli ammassi globulari sia stato accresciuto dall’esterno; il che implica che – già solo con questo meccanismo – siano decine di milioni le stelle della nostra Galassia in realtà originatesi in ambienti esterni.

Il lavoro dei ricercatori sembra indicare anche come la Via Lattea abbia probabilmente “cannibalizzato” le piccole galassie nane nei suoi dintorni, in misura decisamente maggiore di quanto si riteneva tempo addietro. I ricercatori hanno riscontrato evidenze di come gli ammassi accresciuti fossero all’origine dentro queste piccole strutture, una sorta di “mini galassie” contenenti fino a cento milioni di stelle, che si trovavano in prossimità della grande Via Lattea , e dunque risentivano della sua potente interazione gravitazionale.

Circa un quarto degli spettacolari ammassi globulari della Via Lattea, in realtà vengono da fuori…!
Crediti: NASA / The Hubble Heritage Team / STScI / AURA

La cosa interessante è che – per quanto le galassie nane siano state frammentate ed inglobate nella nostra galassia, gli ammassi globulari di queste ultime sono riusciti a sopravvivere intatti, senza grandi influenze dal processo di “annessione” alla Via Lattea.

Il loro studio – alla luce dei più recenti risultati – conferma una volta di più, di come le galassie non si possano quasi mai rappresentare come “isolate” ma come entità interagenti anche in misura frequente, ed apre dunque delle eccitanti prospettive per una maggiore comprensione della storia dell’evoluzione della nostra stessa Via Lattea.

Una nuova immagine dall’Osservatorio Herschel ben mette in evidenza il naturale “talento” della sonda verso le osservazioni a lunghezze d’onda multiple. L’osservatorio opera nell’infrarosso, ed è una missione dell’Agenzia Spaziale Europea (ESA) con una quota importante di partecipazione anche dell’ente spaziale statunitense (NASA). Notevole il fatto che Herschel possa utilizzare due strumenti scientifici in maniera simultanea, per osservare in ben cinque diversi colori nell’infrarosso, una lunghezza d’onda com’è noto invisibile all’occhio umano, ma decisamente importante per una estesa serie di osservazioni spaziali (prima tra tutte lo studio della formazione stellare, come più volte abbiamo evidenziato in questo sito).

La nuova immagine composita, appena rilasciata, è decisamente interessante e mostra una regione scura e fredda della nostra Via Lattea, dove il materiale interstellare viene compattato insieme, incamminandosi verso la sua prospettiva di formare nuove stelle. Va detto che gran parte della regione apparirebbe davvero scura nella luce visibile, tuttavia Herschel riesce a scorgere il rivestimento molto sottile di polvere, solo leggermente più calda della temperatura minima teoricamente ottenibile nella zona.

La visione della sonda rivela anche che la regione di formazione stellare è addirittura più ricca di materiale freddo e turbolento di quanto ritenuto fino ad oggi: dunque sta già fornendo dei dati importanti per  gli scienziati.  Herschel è in verità ancora in quella che viene detta performance verification phase, nella quale gli strumenti sono attivi ma prevalentemente per essere registrati e messi a punto, prima dell’inizio delle osservazioni scientifiche “programmate”.

Pur dunque nelle fasi iniziali del suo ciclo operativo, dunque, la sonda sembra già fornire ottimi risultati… Dunque un’altra missione spaziale, tra le tante ormai, dalla quale possiamo aspettarci con fiducia un non trascurabile contributo alla sempre migliore conoscenza del nostro Universo…!

NASA JPL Press Release

Una visione radicalmente nuova del centro della nostra Via Lattea: è quella che ci fornisce il Chandra X-ray Observatory, una visione che ci permette di ammirare nuovi livelli di complessità e inauditi “intrecci” nell’affollato ed esuberante centro Galattico.

Se la nostra Galassia fosse una città, com’è noto, noi dovremmo accettare il fatto di abitare in una estrema e tranquilla periferia, mentre il centro cittadino ferve di vita e di movimento. Magari un pò  troppo, come stiamo scoprendo grazie anche alla sonda Chandra…

Il mosaico di ben 88 puntamenti diversi della sonda Chandra, ben si può ritenere una istantanea di un gigantesco spettacolo di evoluzione stellare – quasi come una immagine che congelasse un momento particolare di un ambiente quanto più possibile variegato – con una compresenza di  oggetti stellari che spaziano da quelli brillanti e giovani, di grande massa, e si conclude con i buchi neri. Il tutto immerso in un ambiente decisamente affollato, e potremmo dire “ostile”, dominato da un buco nero supermassivo, che si trova nella regione centrale della Galassia.

La regione è permeata da un alone diffuso di radiazione in banda X, originato da gas che è stato riscaldato fino a milioni di gradi per i forti venti originati dalle enormi stelle più giovani – che sembrano formarsi qui molto più frequentemente che in tanti altri posti della Via Lattea. E non è tutto: l’ambiente è rallegrato (per così dire) anche da esplosioni di stelle nelle fasi evolutive più avanzate, nonchè dall’attività del buco nero centrale (Sagittarius A). In particolare, i dati di Chandra e degli altri telescopi in banda X suggeriscono che tale enorme oggetto se ne stia tutt’altro che quieto (e buon per noi che ne siamo molto lontani!): enormi sbuffi di raggi X sembra siano stati emessi dal buco nero in varie circostanze., ad intervalli di qualche centinaia di anni.

Per finire, la zona contiene anche diversi filamenti di radiazione in  banda X di origine ancora piuttosto misteriosa (forse da porre in relazione con la presenza di stelle di neutroni). Insomma, se nonostante la stagione, state pianificando una vacanza, il consiglio è uno solo: evitate il centro galattico… !

Chandra Press Release

La zona molecolare centrale (Central Molecular Zone, CMZ) della nostra Galassia è un complesso gigante di gas molecolare e polveri situato nei più interni 700 anni-luce della Via Lattea. Sebbene la Galassia sia larga più di centomila anni luce, quasi il 10% di tutto il gas molecolare risiede proprio nella piccola CMZ.

Gli astronomi sanno che tale regione di gas denso e polveri tende in continuazione a formare nuove stelle, poichè il materiale si addensa e riscalda sotto l’azione della propria gravità, fino a raggiungere le condizioni di temperatura e densità sufficienti, in alcuni punti, per l’innesco nucleare e dunque per la nascita di una nuova stella. Ci si aspetta dunque una abbondante formazione stellare nella CMZ, ed infatti questa risulta la sorgente di circa il 5-10% di tutta la luce infrarossa e ultravioletta della Galassia, proprio a motivo dell’attività di formazione di nuove stelle. Come si sa, nei luoghi di formazione stellare si trovano facilmente molte stelle di grande massa, quelle a vita più breve, che dominano con la loro “esuberanza” sull’emissione di luce di tali regioni.

Abbiamo – in realtà – già un bel pò di evidenze indirette per la presenza di stelle di grande massa nella CMZ; la loro influenza può infatti essere facilmente recepita in diverse zone dello spettro, dal radio alla banda X. Va considerato però che – proprio a motivo della grande quantità di polvere – questa zona risulta piuttosto opaca alla luce visibile, tanto che è realmente difficile individuare direttamente le stelle massive. In tale situazione, osservazioni spettroscopiche in infrarosso offrono invece una strada percorribile, perchè tale radiazione non è schermata dai gas e polveri come quella ottica.

Di recente un team di una decina di ricercatori, usando il Telescopio Spaziale Spitzer, ha investigato proprio la regione CMZ e le stelle in essa contenute. Come riportano nell’ultimo numero di The Astrophysical Journal Letters, il gruppo è riuscito nell’intento di ottenere la prima conclusiva evidenza di stelle massive giovani nel centro galattico. Sono infatti stati identificati tre oggetti di tale categoria, “traditi” dalla presenza di gas molecolare caldo nella loro fotosfera, caratteristica familiare agli astronomi da studi di altre stelle, assai più vicine alla Terra.

Per quanto siano necessari ulteriori studi per una migliore comprensione della CMZ, i nuovi risultati sono un passo avanti fondamentale nel cammino per una migliore comprensione dei variegati ambienti che possono favorire la nascita di stelle “enormi” (anche centinaia di volte la massa del nostro Sole)…

SAO Weekly Science Update

Finalmente, si può dire, alcuni astronomi sono riusciti a ottenere evidenze dirette di alcune stelle appena nate nel centro stesso della nostra Via Lattea. La scoperta è stata effettuata per mezzo del telescopio spaziale Spitzer dell’ente spaziale statunitense, la NASA.

Sappiamo bene ormai come il centro della nostra galassia (una tipica galassia a spirale) sia affollatissimo di stelle, polvere e gas. Proprio al centro, nel punto di densità più elevato, staziona un buco nero di grandissima massa. Tutto questo per dire che le condizioni ambientali in tale luogo sono – potremmo dire – davvero “estreme”; fortissimi venti stellari, potenti onde d’urto e diversi altri fattori, rendono davvero difficile che il gas trovi le condizioni sufficientemente “quiete” per sedimentare e formare nuove stelle.

Le tre stelle giovani trovate nel centro della Galassia. Peggio che cercare il classico ago nel pagliaio…
Crediti: S. V. Ramirez (NExScI/Caltech), D. An (IPAC/Caltech), K. Sellgren (OSU)

In realtà, gli astronomi hanno già da un pò di tempo imparato che le stelle riescono a formarsi anche in ambienti piuttosto caotici, anche se non ne hanno finora compreso le specifiche modalità. Non è del resto una cosa facile: a confondere ancor più il problema vi è anche tutta la polvere nella linea di vista tra noi e il centro della Galassia, che riesce a fermare gran parte della luce visibile, impedendoci osservazioni dirette. Finora dunque, nessuno era stato capace di spiegare come si potessero formare queste stelle bambine e soprattutto nessuno era stato capace di localizzarne una.

C’è dunque voluto, nonostante l’abilità e la capacità di uno strumento come Spitzer, una ricognizione estesa del nucleo galattico, un esame attento del mosaico di immagini e immagini, per riuscire ad individuare finalmente un centinaio di candidate “stelle appena formate”. Ad uno scrutinio ancor più rigoroso, condotto con lo spettrografo di Spitzer, molte di queste sono state scartate: alla fine ne sono rimaste appena tre. Ma queste mostrano molto chiaramente i loro “segni di gioventù”, come ad esempio alcuni tipi di gas caldo. E ce ne è voluto di lavoro, per riuscire a trovarle !

Sentite come racconta della scoperta Solange Ramirez, a capo del team di ricercatori che ha lavorato con i dati di Spitzer: “E’ stupendo per me come abbiamo trovato queste stelle. Il centro galattico è un posto davvero interessante. Contiene stelle giovani, vecchie, buchi neri, qualsiasi cosa. Siamo partiti esaminando un catalogo di circa un milione di sorgenti, e siamo arrivati a trovare tre stelle giovani – stelle che ci aiuteranno a rivelare i segreti dello stesso nucleo della Via Lattea”.