Man mano che le galassie invecchiano, alcuni dei loro elementi chimici di base possono anche mostrare segni di invecchiamento. Questo processo di invecchiamento può essere visto come alcuni atomi "assumono un po' di peso, " nel senso che si trasformano in isotopi più pesanti, atomi con neutroni aggiuntivi nei loro nuclei.

Sorprendentemente, nuove indagini sulla Via Lattea con il Green Bank Telescope (GBT) della National Science Foundation (NSF) in West Virginia, non ha trovato tale tendenza all'invecchiamento per l'elemento silicio, un elemento fondamentale di rocce in tutto il nostro sistema solare. Questo aspetto "senza età" può significare che la Via Lattea è più efficiente nel mescolare i suoi contenuti di quanto si pensasse in precedenza, mascherando così i segni rivelatori dell'invecchiamento chimico.

Quando le stelle massicce di prima generazione nelle giovani galassie terminano la loro vita come violente supernove, riempiono il cosmo con i cosiddetti isotopi primari, elementi come l'ossigeno, carbonio, e silicio con un equilibrio di neutroni e protoni nei loro nuclei.

"Le stelle massicce sono i calderoni in cui vengono fabbricati elementi pesanti come il silicio, " ha detto Ed Young, uno scienziato dell'Università della California a Los Angeles e autore di uno studio apparso nel Giornale Astrofisico . "Le stelle di prima generazione producono silicio 28, un isotopo con 14 protoni e 14 neutroni nel suo nucleo. Nel corso di miliardi di anni, le generazioni successive di stelle sono in grado di creare i 29 e 30 isotopi di silicio più pesanti. Quando queste stelle di ultima generazione esplodono come supernova, gli isotopi più pesanti vengono lanciati nel mezzo interstellare, alterando sottilmente il profilo chimico della galassia."

Gli astronomi non possono misurare direttamente questi cambiamenti chimici a lungo termine. Loro possono, però, fare la cosa migliore:misurare l'apparente maturazione degli isotopi dalla periferia della nostra galassia verso il suo centro.

Poiché c'è una maggiore concentrazione di stelle più ci si avvicina al centro della Via Lattea, comprese le stelle massicce che finiscono la loro vita come supernova, gli astronomi si aspettano di trovare una maggiore percentuale di isotopi più pesanti tra gli elementi lì.

I precedenti studi al radiotelescopio sugli atomi di carbonio e ossigeno nella Via Lattea hanno fornito alcune indicazioni che in effetti c'è una progressione costante dagli isotopi leggeri a quelli pesanti quanto più ci si avvicina al centro galattico.

Interventi nubi interstellari, però, rese difficili queste osservazioni e i risultati furono inconcludenti.

"Ci sono stati alcuni accenni allettanti negli studi passati che i rapporti isotopici di carbonio e ossigeno si sono spostati come previsto. Ma era difficile spiegare il materiale nel mezzo interstellare, quindi non eravamo sicuri di quanto fossero affidabili questi dati, " disse Young. "Silicio, come rilevato in molecole di monossido di silicio, ha una firma spettrale che rende molto più facile spiegare la polvere e il gas nella nostra galassia. Abbiamo quindi dovuto fare meno ipotesi di quelle necessarie per le indagini fatte per ossigeno e carbonio".

Usando il GBT da 100 metri, gli astronomi osservarono vaste aree della Via Lattea, partendo dalla regione vicino al nostro sole e poi spostandosi fino al centro galattico. In ogni regione, hanno sondato gli spettri radio emessi naturalmente dalle molecole di monossido di silicio. Le differenze negli isotopi di silicio sarebbero viste come sottili cambiamenti negli spettri radio.

Contro le loro aspettative, i ricercatori non hanno trovato nessuno dei gradienti previsti nei rapporti isotopici.

"Non c'erano prove di un gradiente, "ha detto Nathaniel Monson, un membro del gruppo di ricerca e uno studente laureato presso l'UCLA. "È stato un po' sorprendente. Potremmo dover rivalutare ciò che pensiamo di sapere sulla nostra galassia".

Questi dati possono significare che la Via Lattea è notevolmente efficiente nel mescolare il suo materiale, molecole e atomi circolanti dal centro galattico verso i bracci a spirale della galassia e viceversa. È anche possibile che le supernove di tipo 1a, che si formano in sistemi binari quando una nana bianca ruba troppo materiale alla sua compagna e fa esplodere, producano una sovrabbondanza di Si 28 più avanti nella vita di una galassia.

Se successive indagini su carbonio e ossigeno riusciranno a spiegare meglio le incertezze passate e mostreranno la stessa mancanza di gradiente, indicherebbe la miscelazione come lo scenario più probabile.

"Ci sono molte cose sulla galassia che non capiamo ancora, " ha concluso Young. "È possibile che ulteriori studi con il GBT ci insegnino qualcosa in più sulla Via Lattea".