Si pensa che la nostra Via Lattea ospiti fino a 400 miliardi di stelle, uno dei quali è, Certo, il nostro sole. Ma come e quando si sono formate queste stelle, e da dove vengono?

Comprendere la popolazione stellare della nostra galassia potrebbe rivelare molto, non solo sulla nostra casa, ma anche sull'universo nel suo insieme. La cosiddetta archeologia galattica può rivelare come prendono forma le galassie, e spiegare alcune delle nostre interessanti complessità.

Certo, data la nostra posizione al suo interno, la Via Lattea è anche il miglior laboratorio che abbiamo per studiare le complessità di come si evolvono le galassie, spostare, e forma. E studiando questi miliardi di enigmatici punti di luce all'interno della nostra galassia, si sta aprendo un intero regno di comprensione.

Supernovae

Le stelle giocano un ruolo fondamentale nella vita di una galassia. Una piccola parte finisce la propria vita come esplosioni chiamate supernovae, e tramite questi eventi rilasciano tutti gli elementi più pesanti necessari per creare cose come i pianeti, asteroidi, e anche la vita stessa. Quindi cosa possono dirci questi eventi sulla nostra galassia?

Il professor Dan Maoz dell'Università di Tel Aviv in Israele è a capo di un progetto chiamato EMERGE che sta cercando di rispondere a domande come questa. "L'idea alla base di EMERGE è cercare di ottenere quante più informazioni possibili dal punto di vista dell'osservazione che siano rilevanti per questa domanda, " Egli ha detto, 'significato dove, come, e quando i vari elementi dell'universo furono prodotti, e come sono stati distribuiti nelle stelle della nostra galassia."

Stelle, come il nostro sole, contengono una documentazione simile a un fossile di tutte le precedenti generazioni di stelle esplose come supernovae, permettendoci quasi di guardare indietro nel tempo studiando le stelle attuali. "E questa è l'idea, per vedere come da questi fondamentali processi di arricchimento da parte delle supernovae, è emersa l'immagine attuale della nostra galassia, " ha detto il prof. Maoz.

Per accedere a questa documentazione simile a un fossile, il progetto si avvale del telescopio Gaia dell'Agenzia spaziale europea (ESA). Lanciato nel 2013 e posizionato a 1,5 milioni di chilometri dalla Terra, questo osservatorio spaziale avanzato è impegnato in una missione decennale per rilevare più di due miliardi di stelle nella nostra galassia, la più vasta indagine galattica della storia.

I dati di Gaia consentono al Prof. Maoz di sondare una cosa chiamata funzione di massa iniziale (IMF) delle stelle, il numero relativo di stelle piccole e grandi formate in una data popolazione. Conoscendo la distanza e la luminosità di tali stelle, il loro FMI può essere esaminato e con esso, la loro storia può essere ricostruita.

Sono già state fatte alcune scoperte interessanti. Per esempio, misurando il loro FMI, Il prof. Maoz e colleghi sono stati in grado di confermare che un gruppo di diversi miliardi di stelle nella nostra galassia noto come "Gaia Sausage" non ha avuto origine dalla nostra galassia, e di fatto si è fusa con la nostra Via Lattea.

"Con nostra sorpresa, abbiamo scoperto che hanno una funzione di massa iniziale molto diversa dalle normali stelle della nostra galassia, " ha detto il prof. Maoz. Il loro FMI, come una firma genetica, hanno confermato le precedenti indicazioni secondo cui "questa popolazione di stelle è stata inghiottita dalla Via Lattea 10 miliardi di anni fa".

Archeologia Galattica

Sapere dove e come si sono formate le stelle può dirci molto sulla nostra galassia. Ma un'altra parte fondamentale della comprensione della Via Lattea è capire quanti anni hanno le sue diverse stelle, che a sua volta ci permette di studiare la storia della nostra galassia, un approccio noto come archeologia galattica.

Il progetto Asterocronometria, guidato dal Dr. Andrea Miglio dell'Università di Birmingham nel Regno Unito, sta cercando di approfondire questo aspetto in modo più dettagliato per capire come le galassie a spirale amano la nostra forma ed evolvono. Lo farà misurando l'età di decine di migliaia di stelle nella Via Lattea, ma ciò ha richiesto un nuovo modo di pensare per essere raggiunto.

Il progetto si avvale di un metodo di datazione stellare unico noto come asterosismologia che si basa sull'impulso della luminosità di ciascuna stella, integrato dalle informazioni senza precedenti di Gaia, per comprendere molte ere stellari contemporaneamente e ricostruire così la linea temporale degli eventi che hanno formato la nostra galassia.

"Prima di Gaia, avevamo informazioni sulle distanze solo per poche (vicine) migliaia di stelle, — disse il dottor Miglio. — Adesso con Gaia, abbiamo informazioni molto precise su dove sono le stelle. Quando hai la distanza, puoi dedurre molto precisamente (la) luminosità. Con Gaia, possiamo farlo (qualche migliaio di anni luce) dal Sole, così puoi iniziare a esplorare diverse regioni della galassia."

Per ottenere età di alta precisione, il progetto si basa anche sui dati dei telescopi a caccia di pianeti, come il Kepler della NASA e il CoRoT dell'ESA, che hanno cercato pianeti misurando i cambiamenti nella luminosità di una stella, e TESS della NASA, che lo fa ancora oggi.

Tali cambiamenti nel tempo si riferiscono direttamente all'età di una star. "Questi cambiamenti sono legati alle onde sonore intrappolate all'interno della stella, " ha detto il dottor Miglio. "Misurando la frequenza di questi modi di oscillazione, puoi (calcolare) la massa, e poi puoi avere un'età ben precisa."

Si spera che il modello possa raggiungere una precisione del 90% su queste età stellari, 'che è davvero incredibile, "dice il dottor Miglio, perché può permetterci di datare oggetti nella storia di 10 miliardi di anni della Via Lattea con un'incertezza di appena un miliardo di anni. Studiare le età stellari in questo modo consentirà di mettere insieme un'immagine dell'evoluzione della nostra galassia, usando stelle come "anelli d'albero" o "fossili, "dice il dottor Miglio. "Si può ricostruire quando è accaduto un certo evento, e come si è realmente evoluta la Via Lattea, " Egli ha detto, 'e come diverse regioni della galassia sono state arricchite con determinati elementi."

Facendo questo, insieme a progetti come EMERGE, può iniziare a dirci se la nostra Via Lattea è simile nella sua struttura ed evoluzione ad altre galassie a spirale che possiamo osservare. "Una volta compreso l'assemblaggio della Via Lattea, possiamo vedere se è unico, " disse il dottor Miglio.