Le tracce chimiche nelle atmosfere delle stelle vengono utilizzate per scoprire nuove informazioni su una galassia, conosciuta come Salsiccia di Gaia, che è stato coinvolto in una grave collisione con la Via Lattea miliardi di anni fa.

Astrofisici dell'Università di Birmingham in collaborazione con i colleghi delle istituzioni europee di Aarhus, Bologna e Trieste, hanno studiato le prove della composizione chimica delle stelle in quest'area della Via Lattea per cercare di individuare più accuratamente l'età della galassia più piccola.

Il Gaia Sausage è stato identificato lo scorso anno da un team internazionale utilizzando le informazioni del satellite Gaia dell'Agenzia spaziale europea. La sua fusione con la Via Lattea, si stima che si sia verificato circa 10 miliardi di anni fa, si pensa che abbia contribuito alla forma della Via Lattea che oggi riconosciamo.

Utilizzando solo le informazioni sulle tracce chimiche delle stelle di Gaia Sausage provenienti dall'indagine astronomica internazionale APOGEE, i ricercatori di Birmingham hanno individuato più precisamente l'età della galassia. Sviluppando modelli dettagliati della produzione, o nucleosintesi di elementi chimici da parte di tutti i tipi di stelle e supernove nel cosmo, stimano che la salsiccia si sia formata circa 12,5 miliardi di anni fa, 2,5 miliardi di anni in più rispetto a quanto suggerito dalle stime precedenti.

"Gli elementi interagiscono con la luce in modi diversi e quindi studiando le proprietà della luce delle stelle, possiamo dedurre la composizione chimica di quelle stelle, " spiega Fiorenzo Vincenzo, alla School of Physics and Astronomy dell'Università di Birmingham.

"Tutti gli elementi chimici più pesanti dell'elio sono prodotti dalle stelle tramite la combustione termonucleare nel profondo del cuore della stella. Diversi elementi chimici sono tipicamente sintetizzati da diversi tipi di stelle nel cosmo. Gli atomi di ossigeno che sono così importanti per i processi vitali, Per esempio, sono state depositate nel mezzo interstellare da molte generazioni successive di stelle massicce fino a quando non sono state incorporate dal nostro pianeta circa 4,5 miliardi di anni fa. Possiamo misurare la proporzione relativa di diverse tracce chimiche nell'atmosfera delle stelle e utilizzare questa misurazione come un orologio per determinarne l'età".

Calcolare accuratamente l'età delle stelle è un processo complesso e la tecnica utilizzata dal team di Birmingham fornisce un pezzo del puzzle. Il prossimo passo sarà incrociare i dati chimici con le prove di altre tecniche, come lo studio delle velocità relative a cui si muovono le stelle, un progetto in corso anche all'Università di Birmingham.

La fusione tra le due galassie sembra aver prodotto un altro effetto, pure. Il team ha individuato un divario nella distribuzione per età delle stelle nella Via Lattea, avvenuta contemporaneamente alla fusione, suggerendo che la collisione abbia causato un'interruzione nella formazione stellare all'interno della Via Lattea.

"Ipotizziamo che la turbolenza e il riscaldamento causati dalla fusione della salsiccia di Gaia con la Via Lattea avrebbero potuto impedire la formazione di stelle in questo momento, " afferma il dottor Vincenzo. "Tuttavia per confermare ciò avremmo bisogno di misurazioni ancora più precise delle età delle stelle nella Via Lattea e nella galassia più piccola".

Lo studio è pubblicato su Avvisi mensili della Royal Astronomical Society e fa parte del progetto Asterocronometria, finanziato dal Consiglio europeo della ricerca e guidato dall'Università di Birmingham. L'obiettivo principale del progetto è individuare età stellari precise e accurate, una chiave di volta per comprendere la storia dell'assemblaggio della nostra galassia.

In questo studio, il team si è concentrato sulle tracce chimiche lasciate da tre elementi:ferro, silicio e magnesio. Il prossimo passo sarà quello di incorporare misurazioni da altri elementi per costruire un'immagine sempre più accurata.