la sua immagine del telescopio spaziale Hubble di uno scintillante scrigno pieno di stelle cattura il cuore della nostra galassia, la Via Lattea. Le stelle giganti rosse che invecchiano coesistono con i loro cugini più giovani più abbondanti, il più piccolo, bianco, Stelle simili al sole, in questa affollata regione dell'antico fulcro centrale della nostra galassia, o rigonfiamento. La maggior parte delle brillanti stelle blu nell'immagine sono probabilmente stelle di recente formazione situate in primo piano, nel disco della galassia. Gli astronomi hanno studiato 10, 000 di queste stelle simili al Sole nelle immagini d'archivio di Hubble in un periodo di nove anni per portare alla luce indizi sull'evoluzione della nostra galassia. Lo studio rivela che il rigonfiamento della Via Lattea è un ambiente dinamico di stelle di varia età che sfrecciano a velocità diverse, come viaggiatori indaffarati in un aeroporto affollato. I ricercatori hanno scoperto che i movimenti delle stelle rigonfiamento sono diversi, a seconda della composizione chimica di una stella. Le stelle più ricche di elementi più pesanti dell'idrogeno e dell'elio hanno moti meno disordinati, ma orbitano intorno al centro galattico più velocemente delle stelle più vecchie che sono carenti di elementi più pesanti. L'immagine è un insieme di esposizioni scattate nel vicino infrarosso e luce visibile con la Wide Field Camera 3 di Hubble. Le osservazioni fanno parte di due rilevamenti di Hubble:il Galactic Bulge Treasury Program e il Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search. Il centro della nostra galassia è di circa 26, 000 anni luce di distanza. Credito:NASA, ESA, W. Clarkson (Università del Michigan-Dearborn), e A. Calamida e K. Sahu (STScI)
Per molti anni, gli astronomi avevano una semplice visione del fulcro centrale della nostra Via Lattea, o rigonfiamento, come un luogo quiescente composto di vecchie stelle, i primi coloni della nostra galassia.
Però, perché la Via Lattea interna è un ambiente così affollato, è sempre stata una sfida districare i movimenti stellari per sondare il rigonfiamento in dettaglio.
Ora, una nuova analisi di circa 10, 000 normali stelle simili al Sole nel rigonfiamento rivelano che il fulcro della nostra galassia è un ambiente dinamico di stelle di varie età che sfrecciano a velocità diverse, come viaggiatori indaffarati in un aeroporto affollato. Questa conclusione si basa sui dati di archivio di nove anni del telescopio spaziale Hubble della NASA.
Lo studio di Hubble di questo complicato, cuore caotico della nostra Via Lattea potrebbe fornire nuovi indizi sull'evoluzione della nostra galassia, hanno detto i ricercatori.
Il gruppo di ricerca, guidato da Will Clarkson dell'Università del Michigan-Dearborn, scoperto che i movimenti delle stelle rigonfiamento sono diversi, a seconda della composizione chimica di una stella. Le stelle più ricche di elementi più pesanti dell'idrogeno e dell'elio hanno moti meno disordinati, ma orbitano intorno al centro galattico più velocemente delle stelle più vecchie che sono carenti di elementi più pesanti.
"Ci sono molte teorie che descrivono la formazione della nostra galassia e il rigonfiamento centrale, " ha affermato Annalisa Calamida dello Space Telescope Science Institute, Baltimora, Maryland, un membro del gruppo di ricerca Hubble. "Alcuni dicono che il rigonfiamento si è formato quando la galassia si è formata per la prima volta circa 13 miliardi di anni fa. In questo caso, tutte le stelle rigonfie dovrebbero essere vecchie e condividere un movimento simile. Ma altri pensano che il rigonfiamento si sia formato più tardi nel corso della vita della galassia, evolvendosi lentamente dopo la nascita delle prime generazioni di stelle. In questo scenario, alcune delle stelle nel rigonfiamento potrebbero essere più giovani, con la loro composizione chimica arricchita di elementi più pesanti espulsi dalla morte delle precedenti generazioni di stelle, e dovrebbero mostrare un movimento diverso rispetto alle stelle più vecchie. Le stelle del nostro studio mostrano le caratteristiche di entrambi i modelli. Perciò, questa analisi può aiutarci a comprendere l'origine del rigonfiamento".
Il vasto tratto di confine della nostra galassia natale, la via Lattea, si vede intersecare il cielo notturno sopra le montagne rocciose stagliate in questa fotografia. La Via Lattea si allarga notevolmente in basso a destra. Questa zona più ampia è il fulcro centrale, o rigonfiamento, della nostra galassia. Scrutando in una regione molto ristretta del nucleo, gli astronomi hanno utilizzato il telescopio spaziale Hubble per studiare le composizioni e i movimenti di 10, 000 stelle simili al sole, come si vede nell'immagine Hubble nel riquadro. L'analisi rivela che il rigonfiamento della nostra galassia è un ambiente inaspettatamente dinamico di stelle di varie età che sfrecciano a velocità diverse, come viaggiatori indaffarati in un aeroporto affollato. Lo studio fornisce nuovi importanti indizi sulla complessità del rigonfiamento centrale e sull'evoluzione della nostra Via Lattea nel corso di miliardi di anni. L'immagine di Hubble è un insieme di esposizioni scattate nel vicino infrarosso e luce visibile con la Wide Field Camera 3 di Hubble. Le osservazioni fanno parte di due rilievi Hubble:il Galactic Bulge Treasury Program e il Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search. Il centro della nostra galassia è 26, 000 anni luce di distanza. Credito:NASA, ESA, e Z. Levay (STScI)
Gli astronomi hanno diviso le stelle in base alla loro composizione chimica e poi hanno confrontato i moti di ciascun gruppo. Hanno determinato il contenuto chimico delle stelle studiando i loro colori e le hanno divise in due gruppi principali in base alla loro abbondanza di elementi pesanti (ferro). Le stelle arricchite chimicamente si muovono a una velocità doppia rispetto all'altra popolazione.
"Analizzando i dati di nove anni nell'archivio e migliorando le nostre tecniche di analisi, abbiamo chiarito, rilevamento robusto delle differenze nel movimento per stelle simili al Sole chimicamente carenti e chimicamente arricchite, " ha detto Clarkson. "Speriamo di continuare la nostra analisi, che ci permetterà di creare un grafico tridimensionale della ricca complessità chimica e dinamica delle popolazioni nel rigonfiamento".
Gli astronomi hanno basato la loro analisi sui dati di Advanced Camera for Surveys e Wide Field Camera 3 provenienti da due rilievi Hubble:il Programma del Tesoro del Rigonfiamento Galattico della Wide Field Camera 3 e il Sagittarius Window Eclipsing Extrasolar Planet Search. Set di spettri del Very Large Telescope dell'Osservatorio europeo meridionale in Cile sono stati utilizzati per stimare la composizione chimica delle stelle.
Attualmente, solo Hubble ha una risoluzione abbastanza nitida per misurare simultaneamente i movimenti di migliaia di stelle simili al Sole alla distanza del rigonfiamento della galassia dalla Terra. Il centro della nostra galassia è di circa 26, 000 anni luce di distanza. "Prima di questa analisi, non si conoscevano i moti di queste stelle, " ha detto il membro del team Kailash Sahu dello Space Telescope Science Institute. "Hai bisogno di una linea di base molto lunga per misurare con precisione le posizioni e i movimenti di queste deboli stelle".
Il team ha studiato le stelle simili al Sole perché sono così abbondanti e facilmente alla portata di Hubble. Le osservazioni precedenti guardavano più luminose, stelle giganti rosse che invecchiano, che non sono così abbondanti perché rappresentano un breve episodio nella vita di una stella. "Hubble ci ha dato uno stretto, vista a matita del nucleo della galassia, ma stiamo vedendo migliaia di stelle in più rispetto a quelle individuate in studi precedenti, " ha detto Calamida. Il rigonfiamento della Via Lattea è circa un decimo del diametro della nostra galassia a forma di pancake. "Prossimamente abbiamo in programma di estendere la nostra analisi per fare osservazioni aggiuntive lungo diverse linee di vista, che ci permetterà di fare un sondaggio tridimensionale della ricca complessità delle popolazioni nel rigonfiamento, " ha aggiunto Clarkson.
I ricercatori hanno affermato che questo lavoro è anche un importante pioniere per il James Webb Space Telescope della NASA per sondare l'archeologia della Via Lattea. Previsto per il lancio nel 2019, Si prevede che Webb sonderà più in profondità le popolazioni stellari nel rigonfiamento della Via Lattea.
Il team di ricerca presenterà i suoi risultati giovedì, 11 gennaio al 231° meeting dell'American Astronomical Society a Washington, D.C.
