Gli astrofisici dell'EPFL hanno partecipato attivamente alla scoperta di una stella molto rara, che è particolarmente vecchio e povero di metalli. Come un messaggero dal lontano passato, permetterà agli scienziati di saperne di più sul giovane universo, subito dopo il Big Bang.

"Abbiamo fatto una grande scoperta, che mette in discussione la nostra comprensione della formazione delle prime generazioni di stelle nell'universo." Ricercatore presso EPFL Laboratorio di astrofisica (LASTRO), Pascale Jablonka è un membro fondatore del sondaggio Pristine, un progetto internazionale dedicato alla ricerca delle stelle più antiche e povere di metalli. Ha permesso la recente identificazione di un oggetto estremamente raro. Chiamato incontaminato 221, è tra le 10 stelle più povere di metalli conosciute fino ad oggi nell'alone della nostra galassia. Inoltre, è una delle due stelle eccezionali che sono quasi totalmente prive di carbonio. Questa svolta è stata recentemente pubblicata sulla rivista Avvisi mensili della Royal Astronomical Society ( MNRAS ).

Per lo studio dell'universo primordiale, gli astronomi hanno a disposizione diversi metodi:uno è guardare lontano nell'universo e tornare indietro nel tempo, per vedere crescere le prime stelle e galassie. Un'altra opzione è quella di esaminare le più antiche stelle sopravvissute della nostra galassia natale, la via Lattea, per informazioni dall'universo primordiale. Il sondaggio Pristine, guidato dall'Istituto Leibniz di Astrofisica di Potsdam (AIP) e dall'Università di Strasburgo, sta cercando esattamente queste stelle incontaminate.

Trovare questi messaggeri più antichi tra la schiacciante popolazione di stelle più giovani non è un compito facile. Subito dopo il Big Bang, l'universo era pieno di idrogeno, elio e un po' di litio. Non c'erano elementi più pesanti in giro, poiché questi sono sintetizzati solo nell'interno caldo delle stelle, e quelli non esistevano ancora. Il nostro sole ha circa il 2% di elementi più pesanti nella sua atmosfera, come si può vedere quando facciamo uno spettro della sua luce. A causa di questo fatto, gli astrofisici possono concludere che il sole è emerso come parte di una generazione successiva di stelle e ha "riciclato" nella sua atmosfera i prodotti delle stelle che vissero molto prima di esso e da allora si sono estinte. Alla ricerca delle stelle più antiche, gli scienziati cercano stelle con atmosfere molto più incontaminate del nostro sole. Più l'atmosfera è incontaminata, prima è la generazione in cui è nata questa stella. Lo studio di stelle di diverse generazioni ci permette di comprendere la storia della formazione della galassia, un'area di ricerca che quindi è anche chiamata cosmologia del campo vicino.

Abbondanza chimica

Il team di Pristine ha utilizzato uno speciale filtro a banda stretta sul Canada-France-Hawaii Telescope per preselezionare le stelle candidate con atmosfere incontaminate. Questo passaggio è stato poi seguito da una dettagliata campagna spettroscopica con i telescopi del gruppo Isaac Newton in Spagna e dell'Osservatorio europeo meridionale in Cile. Le ricercatrici dell'EPFL Pascale Jablonka e Carmela Lardo hanno formato una delle tre squadre, con l'Osservatorio di Parigi e l'Instituto de Astrofísica de Canarias, responsabile dell'analisi spettroscopica e delle misure di abbondanza chimica, che ha portato all'identificazione di questa stella molto speciale. Potevano dimostrare che la stella aveva davvero pochissimi elementi pesanti nella sua atmosfera.

"La maggior parte degli elementi è impoverita dai fattori 10, da 000 a 100, 000 rispetto al sole. Inoltre, spicca il suo schema dettagliato di diversi elementi. Mentre di solito le stelle estremamente povere di metalli mostrano un grande aumento del carbonio, questa stella no. Questo rende questa stella la seconda del suo genere e un importante messaggero dell'universo primordiale, "dice Else Starkenburg, ricercatore presso AIP e primo autore dello studio.

"Gli scienziati pensavano che il carbonio fosse un agente di raffreddamento necessario, consentendo una piccola frammentazione della nube di gas da cui si formano le stelle, e portando alla successiva formazione di stelle di piccola massa nell'universo ad alto redshift, spiega Pascale Jablonka. Con ora due esempi di stelle così vecchie e povere di carbonio, i modelli devono essere rivisti".