La prima generazione di stelle trasformò l'universo. All'interno dei loro nuclei, semplice idrogeno ed elio si fondono in un arcobaleno di elementi. Quando queste stelle morirono, esplosero e inviarono questi nuovi elementi attraverso l'universo. Il ferro che scorre nelle tue vene, il calcio nei tuoi denti e il sodio che alimenta i tuoi pensieri, sono tutti nati nel cuore di una stella morta da tempo.
Nessuno è stato in grado di trovare nessuna di quelle stelle di prima generazione, ma gli scienziati hanno annunciato una scoperta unica:una stella della seconda generazione che originariamente si era formata in una galassia diversa dalla nostra.
"Questa stella fornisce una finestra unica sul primissimo processo di formazione degli elementi nelle galassie diverse dalla nostra", ha affermato Anirudh Chiti, ricercatore post-dottorato dell'Università di Chicago e primo autore di un articolo che annuncia i risultati. "Ci siamo fatti un'idea di come appaiono queste stelle che sono state arricchite chimicamente dalle prime stelle nella Via Lattea, ma non sappiamo ancora se alcune di queste firme siano uniche, o se le cose siano successe in modo simile in altre galassie. ."
L'articolo è stato pubblicato il 20 marzo su Nature Astronomy.
Chiti è specializzato in quella che viene chiamata archeologia stellare:ricostruire come le prime generazioni di stelle hanno cambiato l'universo. "Vogliamo capire quali fossero le proprietà di quelle prime stelle e quali furono gli elementi che produssero", ha detto Chiti.
Ma nessuno è ancora riuscito a vedere direttamente queste stelle di prima generazione, ammesso che ne rimangano nell’universo. Chiti e i suoi colleghi cercano invece le stelle che si sono formate dalle ceneri di quella prima generazione.
È un lavoro duro, perché anche la seconda generazione di stelle è ormai incredibilmente antica e rara. La maggior parte delle stelle nell'universo, incluso il nostro sole, sono il risultato di decine o migliaia di generazioni, accumulando ogni volta sempre più elementi pesanti.
"Forse meno di una stella su 100.000 nella Via Lattea è una di queste stelle di seconda generazione", ha detto. "Stai davvero pescando aghi dai pagliai."
Ma vale la pena scattare istantanee di come appariva l'universo nel tempo. "Nei loro strati esterni, queste stelle preservano gli elementi vicini al luogo in cui si sono formate", ha spiegato. "Se riesci a trovare una stella molto antica e a conoscerne la composizione chimica, puoi capire qual era la composizione chimica dell'universo nel luogo in cui si è formata quella stella, miliardi di anni fa."
Una stranezza intrigante
Per questo studio, Chiti e i suoi colleghi hanno puntato i loro telescopi verso un obiettivo insolito:le stelle che compongono la Grande Nube di Magellano.
La Grande Nube di Magellano è una luminosa fascia di stelle visibile ad occhio nudo nell'emisfero australe. Ora pensiamo che una volta fosse una galassia separata catturata dalla gravità della Via Lattea solo pochi miliardi di anni fa. Ciò lo rende particolarmente interessante perché le sue stelle più antiche si sono formate al di fuori della Via Lattea, offrendo agli astronomi la possibilità di scoprire se le condizioni nell'universo primordiale erano tutte uguali o se erano diverse in altri luoghi.
Gli scienziati hanno cercato prove dell'esistenza di queste stelle particolarmente antiche nella Grande Nube di Magellano e ne hanno catalogate dieci, prima con il satellite Gaia dell'Agenzia spaziale europea e poi con il telescopio Magellano in Cile.
Una di queste stelle balzò subito all'occhio come una stranezza. Conteneva molti, molti meno elementi più pesanti di qualsiasi altra stella mai vista nella Grande Nube di Magellano. Ciò significa che probabilmente si è formato sulla scia della prima generazione di stelle, quindi non aveva ancora accumulato elementi più pesanti nel corso di ripetute nascite e morti di stelle.
Mappando i suoi elementi, gli scienziati sono rimasti sorpresi nel vedere che conteneva molto meno carbonio che ferro rispetto a quello che vediamo nelle stelle della Via Lattea.
"È stato molto intrigante e suggerisce che forse l'aumento del carbonio della prima generazione, come vediamo nella Via Lattea, non era universale", ha detto Chiti. "Dovremo fare ulteriori studi, ma ciò suggerisce che ci sono differenze da luogo a luogo.
"Penso che stiamo completando il quadro di come appariva il processo di arricchimento degli elementi iniziali in diversi ambienti", ha affermato.
Le loro scoperte hanno anche corroborato altri studi che suggerivano che la Grande Nube di Magellano formasse molte meno stelle all'inizio rispetto alla Via Lattea.
Chiti sta attualmente conducendo un programma di imaging per mappare un'ampia porzione del cielo meridionale per trovare le prime stelle possibili. "Questa scoperta suggerisce che, se guardiamo da vicino, dovrebbero esserci molte di queste stelle nella Grande Nube di Magellano", ha detto. "È davvero emozionante scoprire l'archeologia stellare della Grande Nube di Magellano e poter mappare in modo così dettagliato il modo in cui le prime stelle hanno arricchito chimicamente l'universo in diverse regioni."
Ulteriori informazioni: Anirudh Chiti et al, Arricchimento con le prime stelle extragalattiche nella Grande Nube di Magellano, Astronomia naturale (2024). DOI:10.1038/s41550-024-02223-w
Fornito dall'Università di Chicago
