È stato Karl Fiteni, docente del Dipartimento di Scienza e alta tecnologia dell’Università dell’Insubria, uno degli autori di spicco che hanno condotto la ricerca che ha portato a conoscere il confine del disco di formazione stellare della Via Lattea.
La ricerca è stata svolta in collaborazione con l’Università di Malta, l’Università del Lancashire e altri partner internazionali.
Per molto tempo non è stato semplice delineare chiaramente il bordo esterno della nostra Galassia, a causa della sua particolarità di andare a sfumare gradualmente, invece di terminare in maniera brusca.
«Nell’archeologia galattica l’estensione del disco di formazione stellare della Via Lattea è stata a lungo una questione aperta; ora, mappando come l’età delle stelle varia lungo il disco, abbiamo una risposta chiara e quantitativa», dichiara Karl Fiteni.
Egli è un ricercatore post dottorale maltese, all’Università dell’Insubria e membro del gruppo Galflow guidato dal professor Mattia Sormani e fa parte del Como Lake Centre for Astrophysics.
Nella ricerca si spiega che le galassie non formano stelle in maniera uniforme lungo i loro dischi, invece lo fanno dal centro verso l’esterno, la cosiddetta crescita “inside-out”.
La ricerca ha rivelato che le stelle che compongono la Via Lattea hanno un’età media che va in diminuzione più si allontanano dal centro, logica che quindi segue il modello “inside-out”. Tuttavia, a partire da una certa distanza (circa 35-40 mila anni luce dal Centro della Galassia), questa tendenza si inverte e le stelle cominciano nuovamente ad essere più vecchie con l’aumentare della distanza. Sarebbe proprio questa caratteristica a delimitare il profilo a forma di “U” della Via Lattea.
Il team di ricerca è dunque riuscito a ricavare, tramite un confronto con simulazioni di galassie, che il punto minimo nel profilo di età segna un brusco calo dell’efficienza della formazione stellare. Questa prova sostiene l’ipotesi di come esso sia il vero limite della formazione galattica.
«I dati ora disponibili forniscono stime sempre più precise dell’età delle stelle, che dunque diventano strumenti potenti per decifrare la storia della Via Lattea, inaugurando una nuova era di scoperte sulla nostra galassia», ha commentato il professor Joseph Caruana, coautore e supervisore del progetto all’Università di Malta.
Un’altra domanda a cui la ricerca si è preoccupata di rispondere è la seguente: Perché ci sono stelle oltre il limite, nonostante la formazione stellare diminuisca bruscamente dopo di esso?.
La risposta si può trovare nel fenomeno della “migrazione radiale“. Si tratta di un processo lento durante il quale le stelle vengono trasportate verso l’esterno dai bracci spirali della galassia. Questo fenomeno spiegherebbe anche come le stelle più lontane sono anche le più antiche: serve sempre tanto tempo perché le stelle arrivino nei punti più esterni.
Un aspetto cruciale è che le stelle si muovo su orbite quasi del tutto circolari, quindi è quasi esclusa la possibilità che queste siano state scagliate a grandi distanze a seguito di una collisione con un’altra galassia. Si spiega quindi che la loro presenza nel disco esterno è il risultato di dinamiche interne alla Galassia.
«Un punto chiave riguardo alle stelle nel disco esterno è che si trovano su orbite quasi circolari, il che significa che devono essersi formate nel disco. Non si tratta di stelle che sono state disperse a grandi distanze da una galassia satellite in caduta», spiega il professor Victor P. Debattista, coautore e co-supervisore dello studio all’Università del Lancashire.
A questo punto, la ricerca si è concentrata sulla mappatura del confine. I ricercatori si sono serviti di un’analisi di oltre 100mila stelle giganti utilizzando degli studi spettroscopici LAMOST e APOGEE, combinati con misurazioni molto precise del satellite Gaia, programma volto a mappare le stelle della Via Lattea. I ricercatori sono riusciti in questo modo a isolare il segnale della crescita “inside-out” da altri processi galattici.
«Gaia sta mantenendo le sue promesse: combinando i suoi dati con la spettroscopia da terra e le simulazioni galattiche, ci permette di decifrare la storia di formazione della nostra Galassia», spiega il professor Laurent Eyer, coautore in servizio all’Università di Ginevra.
I ricercatori hanno utilizzato simulazioni galattiche all’avanguardia per confermare che il profilo a “U” identifica il vero limite della nostra Galassia, confermando anche che il fenomeno della migrazione stellare verso l’esterno è necessario per la creazione di questa forma.
«In astrofisica utilizziamo simulazioni eseguite su supercomputer per identificare i meccanismi fisici responsabili delle caratteristiche che osserviamo nelle galassie», spiega il coautore João A. S. Amarante, della Shanghai Jiao Tong University. «Ci hanno permesso di dimostrare come la migrazione stellare modelli il profilo di età del disco e di individuare dove termina la regione di formazione stellare», ha aggiunto.
Il motivo che spiega la diminuzione della formazione stellare al confine rimane tuttavia incerto. Alcune spiegazioni potrebbero essere la barra centrale della Via Lattea, che causerebbe un accumulo di gas in zone specifiche per la sua influenza gravitazionale. Una seconda spiegazione potrebbe risiedere nel “warp”, deformazione più esterna della Galassia, dove il disco si incurva e potenzialmente ostacola la formazione stellare.
Parlando di prospettive future della ricerca, gli autori invitano, con le survey di nuova generazione e più avanzate come 4MOST e WEAVE, si potranno affinare i risultati conducendo ulteriori indagini.
Il paper completo è disponibile per la lettura a questo indirizzo.
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