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    La storia primordiale della Via Lattea e i suoi ritrovamenti fossili

    Vista panoramica della Via Lattea (Credit:ESO/S. Brunier) con evidenziata la posizione dei due frammenti fossili di Bulge scoperti finora (Liller 1 e Terzan 5). Crediti:F. R. Ferraro / C. Pallanca (Università di Bologna)

    Proprio come gli archeologi scavano sperando di trovare tracce del passato, un gruppo internazionale di astrofisici è riuscito ad entrare nella fitta nube di polvere attorno al centro della Via Lattea (conosciuta anche come rigonfiamento) scoprendo grumi primordiali di gas e stelle mai visti prima. Hanno chiamato questa nuova classe di sistemi stellari "Bulge Fossil Fragments". Un gruppo di ricerca guidato da Francesco Ferraro (Dipartimento di Fisica e Astronomia "Augusto Righi" dell'Università di Bologna e membro dell'Istituto Nazionale di Astrofisica—INAF) ha condotto uno studio pubblicato su Astronomia della natura .

    I ricercatori hanno scoperto questa nuova classe durante l'analisi di Liller 1. Quest'ultimo è un sistema stellare nel rigonfiamento della Via Lattea che per più di 40 anni è stato classificato come "ammasso globulare, " cioè un sistema composto da milioni di stelle della stessa età (la Via Lattea ha almeno 150 ammassi globulari). Tuttavia, i ricercatori hanno osservato da vicino Liller 1 e hanno scoperto che la sua vera identità è in realtà più affascinante di quanto finora creduto. Infatti, Liller 1 è un frammento fossile di uno dei giganteschi ammassi stellari che, circa 12 miliardi di anni fa, fuse per formare la regione centrale (rigonfiamento) della Via Lattea.

    "I nostri risultati mostrano chiaramente che Liller 1 non è un ammasso globulare, ma un oggetto molto più complesso, "dice il professor Francesco Ferraro, primo autore e coordinatore dello studio. "È una reliquia stellare, un ritrovamento fossile che contiene la storia della formazione della Via Lattea."

    Un risultato validante

    L'esistenza di "scoperte cosmiche" era già stata suggerita quando i ricercatori hanno scoperto un oggetto simile, Terzano 5, alcuni anni fa. Terzan 5 sembrava un ammasso globulare all'interno del nostro rigonfiamento galattico, ma, ad un'analisi più attenta, le sue caratteristiche non erano coerenti con quelle di altri ammassi globulari.

    Però, un caso isolato è solo un'anomalia intrigante. Ecco perché Liller 1 è così importante. Le caratteristiche condivise di Terzan 5 e Liller 1 confermano l'esistenza di una nuova classe di sistemi stellari fino ad oggi non identificata.

    Frammenti fossili

    Quali sono le caratteristiche dei frammenti fossili di rigonfiamento? Questi oggetti sono camuffati da ammassi globulari, ma sono fondamentalmente diversi, se si guarda all'età delle stelle che le compongono. In questi sistemi si trovano due popolazioni stellari:una è vecchia quanto la Via Lattea - si è formata 12 miliardi di anni fa - e l'altra è molto più giovane. Da una parte, questo mostra che questi sistemi stellari sono comparsi durante le prime fasi di formazione della Via Lattea; d'altra parte, dimostra che sono in grado di generare molteplici eventi di generazione stellare.

    "Le caratteristiche delle popolazioni stellari di Liller 1 e Terzan 5 suggeriscono che entrambi i sistemi si siano formati contemporaneamente alla Via Lattea, " spiega uno degli autori dello studio, Barbara Lanzoni, Professore all'Università di Bologna e membro INAF. "Le popolazioni stellari più giovani sono più ricche di ferro e tendono a raggrupparsi nelle aree centrali del rigonfiamento. Infatti, questo è in linea con un contesto di autoarricchimento in cui il gas espulso dalle stelle più vecchie ne forma di nuove».

    Oltre le nuvole

    Raggiungere questi risultati è stato tutt'altro che facile. Liller 1 si trova in una delle regioni più oscure della nostra galassia, dove spesse nuvole di polvere interstellare affievoliscono la luce delle stelle fino a 10, 000 volte più debole. L'unico modo per attraversare queste nuvole è la luce a infrarossi. Per questo i ricercatori hanno scelto Gemini South per eseguire l'ispezione di Liller 1. Gemini South è un potente telescopio con un diametro di 8 metri in grado di compensare le distorsioni nelle immagini stellari causate dall'atmosfera terrestre.

    La nitidezza delle immagini Gemini South non ha eguali. Grazie a queste incredibili immagini, i ricercatori potrebbero fare un'analisi preliminare dettagliata della popolazione stellare di Liller 1. Nonostante questa analisi preliminare, i ricercatori avevano ancora del lavoro da fare per avere un quadro completo della composizione di questo sistema stellare. Infatti, avevano bisogno di sapere se tutte le stelle mostrate da quelle immagini appartenevano a Liller 1, o se alcuni di loro fossero semplicemente nella stessa linea di vista, ma non gli apparteneva. Sono riusciti a risolvere questo problema ricorrendo a ulteriori osservazioni eseguite tramite il telescopio spaziale Hubble.

    "Dopo aver unito le due serie di immagini, abbiamo rimosso le stelle che non appartenevano a Liller 1 e finalmente abbiamo avuto un'immagine chiara e dettagliata di questo sistema stellare, "dice Cristina Pallanca, un ricercatore dell'Università di Bologna e membro dell'INAF che è co-autore dello studio. "I nostri risultati ci hanno sorpreso:Liller 1 ospita almeno due popolazioni stellari con età notevolmente diverse, il più antico si è formato circa 12 miliardi di anni fa, nello stesso tempo si formò la Via Lattea; il secondo, molto più giovane, essendosi formato solo 1-2 miliardi di anni fa."

    Una scoperta notevolmente simile a quella che hanno scoperto su Terzan 5, che ospita allo stesso modo una popolazione stellare vecchia quanto la Via Lattea e una molto più giovane (4,5 miliardi di anni).

    "La scoperta che Liller 1 e Terzan 5 condividono caratteristiche molto simili ha permesso di identificare una nuova classe di sistemi stellari originati da alcuni antenati abbastanza massicci da trattenere il gas espulso dalle supernove. Quello che abbiamo osservato sono solo alcuni frammenti di questi massicci strutture, " aggiunge Emanuele Dalessandro, ricercatore presso INAF-Osservatorio Scienze Spaziali (OAS) di Bologna e coautore dello studio.

    Ciò ha poi confermato l'esistenza dei frammenti fossili di Bulge, ovvero sistemi stellari composti dai relitti di massicci oggetti primordiali che, 12 miliardi di anni fa, ha dato vita alla Via Lattea.

    "La storia della Via Lattea è scritta in questi resti fossili. Questi ultimi sono i segni di un'età durante la quale l'Universo era molto giovane, solo 1 miliardo di anni, “ conclude il professor Ferraro. “Ora bisogna andare più a fondo. Grazie alla scoperta di questi resti fossili possiamo iniziare a leggere la storia della Via Lattea e magari ridefinire le nostre conoscenze sulla formazione del rigonfiamento".

    "Una nuova classe di frammenti fossili dall'assemblea gerarchica del rigonfiamento galattico, " è il titolo di questo studio pubblicato su Astronomia della natura .


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