Analizzando lo spettro elettromagnetico di 2 milioni di stelle giganti, gli scienziati hanno trovato l’antico cuore della Via Lattea o, come preferivano chiamarlo, il “povero vecchio cuore” della nostra galassia.
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Nel giugno di quest'anno è stato rilasciato il Data Release 3 (DR3) della missione Gaia dell'ESA, contenente informazioni su diversi oggetti nella nostra galassia. Questa pubblicazione, in particolare, è stata la prima a includere alcuni degli spettri di luce effettivi di 220 milioni di oggetti astronomici.
Gli spettri sono lo strumento principale degli astronomi per trovare informazioni sulla composizione chimica degli oggetti cosmici. A seconda degli elementi presenti nell'atmosfera di una stella, ad esempio, è possibile stimarne l'età.
All’epoca in cui si formarono le prime stelle, l’universo era ancora composto essenzialmente da idrogeno ed elio, una caratteristica che gli astronomi chiamano “bassa metallicità”.
Man mano che le stelle arricchivano il cosmo di altri elementi attraverso la fusione nucleare, l'universo diventava sempre più ricco di metallicità (sì, in astronomia tutti gli elementi tranne l'idrogeno e l'elio sono considerati metalli).
Quando una stella diventa una supernova, rilascia gli elementi fusi nel suo nucleo. Le stelle esplosive sono principalmente giganti blu, che durano poco, ma possono fondere elementi molto più pesanti di una piccola stella come il Sole, compreso il ferro.
Pertanto, la presenza o l'assenza di elementi più pesanti (o più metallici) è indicativa dell'età della stella. Dopotutto, ci si aspetta che le stelle molto vecchie abbiano una bassa metallicità nei loro spettri.
Questo è stato l’approccio utilizzato per trovare il “povero vecchio cuore” della Via Lattea. Considerando che si tratta di stelle molto antiche e a bassa metallicità nel centro galattico, il soprannome ha molto senso.
Per queste revisioni spettrali, gli scienziati hanno dovuto superare un problema con i dati Gaia: a causa della progettazione dell'osservatorio spaziale stesso, la lettura dello spettro della luce stellare è di bassa risoluzione. Quindi, gli astronomi hanno utilizzato l’apprendimento automatico per analizzare i dati.
Quindi, hanno applicato un algoritmo ai dati delle stelle giganti rosse nella regione centrale della Via Lattea registrati da Gaia. Con i risultati, i ricercatori hanno avuto accesso a un campione di 2 milioni di giganti rosse all’interno della galassia e ai loro dati spettrali, con una precisione senza precedenti.
Il risultato ha mostrato che queste stelle hanno una metallicità molto povera e, quindi, molto antiche – più precisamente, il “cuore” galattico ha più di 12,5 miliardi di anni. Ciò è coerente con le simulazioni che descrivono la formazione e l’evoluzione delle galassie.
Simulazioni sull'evoluzione delle galassie
La nostra galassia ha circa 13 miliardi di anni, ma la sua formazione ha comportato la fusione di tre o quattro protogalassie. Poco dopo, le sue stelle si stabilirono in un nucleo compatto largo poche migliaia di anni luce.
Le simulazioni mostrano che parte di questo nucleo iniziale sopravviverebbe con l'evoluzione delle strutture della galassia. Pertanto, gli astronomi si aspettavano di trovare quelle stelle molto antiche del primo nucleo compatto.
Con il nuovo studio, gli scienziati hanno trovato dati molto coerenti con il fatto che queste stelle si sono formate dopo la fusione di protogalassie e non provenivano da galassie nane che successivamente si sono scontrate con la Via Lattea.
Ci sono molte altre domande in attesa di risposta, ma la scoperta del “povero vecchio cuore” è un altro passo verso lo svelamento della storia della nostra galassia. Le prossime ricerche di dati potrebbero rivelare quali stelle nella regione centrale appartengono a quale delle protogalassie che si sono fuse per formare la Via Lattea che conosciamo oggi.
I risultati dello studio sono stati pubblicati sull'Astrophysical Journal.
