Un articolo pubblicato sulla rivista “Nature” riporta uno studio sulla formazione della Via Lattea che fornisce prove che la parte conosciuta come “disco spesso” ha cominciato a formarsi circa 13 miliardi di anni fa, 2 miliardi prima di quanto si pensasse. Maosheng Xiang e Hans-Walter Rix del Max-Planck Institute for Astronomy di Heidelberg, in Germania, hanno utilizzato dati raccolti dalla sonda spaziale Gaia dell’ESA e osservazioni condotte con il telescopio LAMOST per ricostruire le fasi di formazione ed evoluzione della Via Lattea. In particolare, i ricercatori si sono concentrati sul periodo tra 13 e 8 miliardi di anni fa, quando vi furono fusioni galattiche e molto idrogeno venne consumato in una fase di notevole formazione stellare.
La ricostruzione della storia della Via Lattea è un importante obiettivo astronomico. Negli ultimi anni sono stati compiuti molti progressi grazie a un forte incremento nella quantità e nella qualità dei dati disponibili. Nonostante ciò, c’erano stime ancora approssimative dell’età delle stelle dovute a dati ancora imprecisi che significavano margini di errore fino al 40% che di conseguenza potevano superare il miliardo di anni.
La sonda spaziale Gaia è uno speciale telescopio spaziale che sta mappando il cielo accumulando dati con un notevole aumento di quantità e qualità. Maosheng Xiang e Hans-Walter Rix hanno utilizzato i dati pubblicati nella cosiddetta EDR3 (Early Data Release 3), un rilascio intermedio tra due delle pubblicazioni principali che è avvenuto il 12 marzo 2020. I dati di Gaia offrono informazioni su luminosità e posizione delle stelle. Il telescopio cinese LAMOST (Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope) permette invece di misurare la composizione chimica di stelle analizzando le loro emissioni elettromagnetiche per trovarvi le firme chimiche dei vari elementi.
I due ricercatori hanno combinato i dati di Gaia e LAMOST su circa 250.000 stelle sparse per la galassia, subnane nelle quali il nucleo ha smesso di generare energia tramite fusione nucleare, che invece è attiva nell’involucro attorno al nucleo. Si tratta di una fase in cui la stella si sta trasformando in una gigante rossa ed è breve perciò aiuta a determinare con precisione l’età della stella.
Complessi calcoli basati sulle informazioni raccolte hanno permesso di ottenere stime molto più precise che in passato dell’età delle stelle esaminate con qualche sorpresa. Gli astronomi sapevano già che la Via Lattea è fatta di diverse componenti con differenze soprattutto tra l’alone (Stellar halo nell’immagine in basso, cortesia a sinistra: NASA/JPL-Caltech; a destra: ESA; layout: ESA/ATG medialab) e il disco. Il disco è diviso in due parti: il disco sottile e il disco spesso (Thin disc e Thick disc nell’immagine in alto, cortesia Stefan Payne-Wardenaar / MPIA). Il disco sottile contiene la maggior parte delle stelle che vediamo mentre il disco spesso è spesso oltre il doppio ma ha un raggio molto inferiore. Le differenze di età di queste aree mostrano le diverse fasi della storia della Via Lattea.
Le nuove stime indicano che la prima fase della storia della Via Lattea è iniziata “solo” 800 milioni di anni dopo il Big Bang, con la formazione di stelle nel disco spesso. Questa nuova stima anticipa di circa 2 miliardi di anni l’inizio della formazione stellare rispetto alle stime precedenti. È possibile che le parti interne dell’alone abbiano cominciato ad addensarsi in quella fase ma il processo è accelerato circa 2 miliardi di anni dopo, quando la galassia nana salsiccia di Gaia-Encelado si fuse con la Via Lattea. La formazione stellare nel disco spesso è continuata fino a circa 6 miliardi di anni dopo il Big Bang.
Questo risultato è tra quelli che mostrano l’utilità del lavoro che la sonda spaziale Gaia sta ancora portando avanti. Il 13 giugno 2022 è previsto che l’esa pubblichi la versione finale della DR3 (Data Release 3), che includerà anche dati spettrali e informazioni derivate sull’età e la composizione chimica delle stelle. Ciò renderà più facile estendere il tipo di lavoro condotto per questo studio. Il lavoro dell’ESA con Gaia non sarà finito perché nel 2024 dovrebbe essere pubblicata la DR4 (Data Release 4), un ulteriore passo in avanti.
Altre indagini astronomiche potrebbero fornire altri dati perciò è possibile che nei prossimi anni il lavoro di ricostruzione della storia della Via Lattea faccia un balzo in avanti. Estendere studi come quello condotto da Maosheng Xiang e Hans-Walter Rix aiuterà a capire bene quella storia nella sua complessità, che include episodi di fusione stellare.
