Fantasmi galattici: Gaia scopre un grande evento nella formazione della Via Lattea

La missione Gaia dell'ESA ha fatto un grande passo avanti nel dipanare la storia della formazione della Via Lattea. Invece di formarsi da soli, la nostra galassia si è fusa con un'altra grande galassia all'inizio della sua vita, circa 10 miliardi di anni fa. Le prove sono disseminate nel cielo tutto intorno a noi, ma ci ha messo Gaia e la sua straordinaria precisione a mostrarci cosa si è sempre nascosto in bella vista. Gaia misura la posizione, il movimento e la luminosità delle stelle a livelli di accuratezza senza precedenti. Utilizzando i primi 22 mesi di osservazioni , un team di astronomi guidati da Amina Helmi, Università di Groningen, Paesi Bassi, ha esaminato sette milioni di stelle - quelle per cui sono disponibili le posizioni e le velocità 3D complete - e ha rilevato che circa 30.000 di queste erano parte di una "collezione dispari" che si muove attraverso la Via Lattea. Le stelle osservate, in particolare, stanno attualmente passando accanto al nostro quartiere solare. Siamo così profondamente radicati in questa collezione che le sue stelle ci circondano quasi completamente, e quindi possono essere viste attraverso la maggior parte del cielo. Anche se sono intervallate da altre stelle, le stelle nella raccolta si sono distinte nei dati di Gaia perché si muovono tutte lungo traiettorie allungate nella direzione opposta alla maggior parte degli altri cento miliardi di stelle della Galassia, incluso il Sole. 328885424356479 Si sono anche distinti nel cosiddetto diagramma di Hertzprung-Russell , che è usato per confrontare il colore e la luminosità delle stelle, indicando che appartengono a una popolazione stellare chiaramente distinta. L'enorme numero di stelle che si muovevano in modo strano coinvolgeva Amina e i suoi colleghi, che sospettavano che avrebbero potuto avere qualcosa a che fare con la storia della formazione della Via Lattea e si misero al lavoro per capire le loro origini. In passato, Amina e il suo gruppo di ricerca avevano usato simulazioni al computer per studiare cosa succede alle stelle quando due grandi galassie si fondono. Quando ha confrontato quelli con i dati di Gaia, i risultati simulati hanno abbinato le osservazioni. "La collezione di stelle che abbiamo trovato con Gaia ha tutte le proprietà di ciò che ci si aspetterebbe dai detriti di una fusione galattica", afferma Amina, autrice principale del lavoro pubblicato oggi su Nature . In altre parole, la collezione è ciò che si aspettavano da stelle che facevano parte di un'altra galassia e che sono state consumate dalla Via Lattea. Le stelle ora formano la maggior parte dell'aureola interna della nostra Galassia - una componente diffusa di vecchie stelle che sono nate in tempi antichi e ora circondano la maggior parte della Via Lattea conosciuta come il rigonfiamento centrale e il disco. Il disco Galactic stesso è composto da due parti. C'è il disco sottile, che è profondo alcune centinaia di anni luce e contiene il modello di braccia a spirale fatte da stelle luminose. E c'è il disco spesso, che è profondo qualche migliaio di anni luce. Contiene circa il 10-20% delle stelle della Galassia, ma le sue origini sono state difficili da determinare. Secondo le simulazioni del team, oltre a fornire le stelle aureola, la galassia accresciuta potrebbe anche aver disturbato le stelle preesistenti della Via Lattea per contribuire a formare il disco spesso. "Siamo diventati certi della nostra interpretazione solo dopo aver integrato i dati di Gaia con ulteriori informazioni sulla composizione chimica delle stelle, fornite dal sondaggio APOGEE a terra", afferma Carine Babusiaux, Université Grenoble Alpes, Francia, e secondo autore dell'articolo. Le stelle che si formano in diverse galassie hanno composizioni chimiche uniche che corrispondono alle condizioni della galassia di casa. Se questa collezione di stelle fosse davvero i resti di una galassia che si è fusa con la nostra, le stelle dovrebbero mostrare un'impronta di questo nella loro composizione. E lo hanno fatto. Gli astronomi chiamarono questa galassia Gaia-Encelado secondo uno dei giganti dell'antica mitologia greca, che era la progenie di Gaia, la Terra e Urano, il Cielo. "Secondo la leggenda, Encelado fu sepolto sotto l'Etna, in Sicilia, e responsabile dei terremoti locali. Allo stesso modo, le stelle di Gaia-Encelado sono state profondamente sepolte nei dati di Gaia, e hanno scosso la Via Lattea, portando alla formazione del suo spesso disco ", spiega Amina. Anche se non erano necessarie ulteriori prove, il team ha anche trovato centinaia di stelle variabili e 13 ammassi globulari nella Via Lattea che seguono traiettorie simili come le stelle di Gaia-Encelado, indicando che erano originariamente parte di quel sistema. Gli ammassi globulari sono gruppi di fino a milioni di stelle, tenuti insieme dalla loro reciproca gravità e orbitanti al centro di una galassia. Il fatto che così tanti gruppi possano essere collegati a Gaia-Encelado è un'altra indicazione che questa deve essere stata una volta una grande galassia a sé stante, con un proprio entourage di ammassi globulari. Ulteriori analisi hanno rivelato che questa galassia aveva all'incirca le dimensioni di una delle nuvole di Magellano: due galassie satelliti circa dieci volte più piccole delle attuali dimensioni della Via Lattea. Dieci miliardi di anni fa, tuttavia, quando avvenne la fusione con Gaia-Encelado, la stessa Via Lattea era molto più piccola, quindi il rapporto tra i due era più simile a quattro a uno. È stato quindi chiaramente un duro colpo per la nostra galassia. "Vedere che stiamo iniziando a svelare la storia della formazione della Via Lattea è molto eccitante", afferma Anthony Brown, Università di Leida, Paesi Bassi, che è un co-autore della carta e anche presidente del Gaia Data Processing and Analysis Dirigente del consorzio. Fin dalle prime discussioni sulla costruzione di Gaia 25 anni fa, uno degli obiettivi chiave della missione era esaminare i vari flussi stellari nella Via Lattea e ricostruire la sua storia antica. Questa visione sta dando i suoi frutti. "Gaia è stato costruito per rispondere a queste domande", dice Amina. "Ora possiamo dire che questo è il modo in cui la Galassia si è formata in quelle prime epoche. È fantastico. È così bello e ti fa sentire così grande e così piccolo allo stesso tempo. " "Leggendo i movimenti delle stelle sparse per il cielo, siamo ora in grado di riavvolgere la storia della Via Lattea e scoprire una pietra miliare nella sua formazione, e questo è possibile grazie a Gaia", conclude Timo Prusti, scienziato del progetto Gaia a ESA. Per ulteriori informazioni, si prega di contattare: Amina Helmi Kapteyn Astronomical Institute Università di Groningen Paesi Bassi Email: ahelmi@rug.astro.nl Carine Babusiaux Université Grenoble Alpes, CNRS, IPAG Grenoble, Francia GEPI, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS Meudon, Francia Email: carine.babusiaux@univ-grenoble-alpes.fr Anthony Brown Osservatorio di Leida, Università di Leida Leida, Paesi Bassi Email: brown@strw.leidenuniv.nl Timo Prusti Gaia Project Scientist Agenzia spaziale europea Email: timo.prusti@esa.int Markus Bauer Funzionario di comunicazione scientifica dell'ESA Tel: +31 71 565 6799 Mob: +31 61 594 3 954 Email: markus.bauer@esa.int