Il 13 giugno la missione Gaia dell’Agenzia spaziale europea ha rilasciato una mole di nuovi dati che gli scienziati non vedevano l’ora di vedere.
Dettagli più fini
Il pacchetto (“data dump”) contiene informazioni su quasi due miliardi degli oggetti più luminosi del cielo e aumenta la mappatura della Galassia consentendo agli astronomi di vedere fino ai margini più remoti della Via Lattea e anche di distinguere dettagli molto più fini che mai nella sua struttura.
Gaia ha mappato il nostro quartiere stellare dal 2014 e ciascuna delle sue pubblicazioni di dati ha portato a passi da gigante nella nostra comprensione della Via Lattea. Gli astronomi hanno appreso le posizioni precise di un gran numero di stelle, le loro distanze dalla Terra e le velocità alle quali viaggiano nel loro moto attorno al nucleo galattico.
Grazie alle scansioni del cielo di Gaia, le informazioni sulle traiettorie e sui movimenti delle stelle nello spazio tridimensionale stanno diventando sempre più precise. A poco a poco, i dettagli più fini della struttura della Galassia sorgono davanti agli occhi degli astronomi e la storia della sua evoluzione prende vita.
Questa nuova versione aggiunge alcune informazioni precedentemente non disponibili, comprese le composizioni chimiche, l’età e le masse di milioni di stelle.
Una mappa vivente
I dati di Gaia consentono agli astronomi di fare molto di più della semplice mappatura della Via Lattea come è oggi. Poiché gli oggetti nello spazio seguono le regole della fisica, i dati consentono loro di modellare le traiettorie delle stelle a milioni o addirittura miliardi di anni nel passato e nel futuro. Il risultato è un filmato tridimensionale dell’evoluzione della Galassia che sta diventando sempre più fine e precisa, e che si estende ancora più nel passato.
Il nuovo rilascio di dati inietta anche un po’ di “colore” in questa mappa poiché contiene informazioni sui parametri astrofisici per quasi mezzo miliardo di astri. I parametri astrofisici, derivati dagli spettri di luce delle stelle (essenzialmente le impronte digitali della composizione stellare e di come le stelle assorbono la luce), rivelano informazioni sulla massa delle stelle, sull’età, sulla temperatura e sui livelli di luminosità.
Per due milioni di stelle, Gaia ha anche misurato le composizioni chimiche delle atmosfere stellari, che riflettono le composizioni delle nubi molecolari in cui queste stelle sono nate miliardi di anni fa.
Combinando le informazioni sulle composizioni chimiche con le traiettorie delle stelle ricostruite dalle misurazioni di Gaia, gli astronomi possono seguire le stelle fino ai loro luoghi di nascita. Non solo possono identificare in quale parte della Via Lattea si è formato ciascun gruppo di stelle, ma anche individuare quelle che sono arrivate da altrove. Per esempio, la Via Lattea come la vediamo oggi è nata da collisioni con altre galassie più piccole, che sono state da lei inglobate. Le stelle che provengono da queste altre galassie hanno però un’impronta chimica unica e riconoscibile.
“Una delle cose eccitanti che puoi fare con Gaia è che puoi trovare questi gruppi di stelle che si muovono in modo simile e sostanzialmente ricostruiscono da dove provengono, e quale mattone li ha portati nella nostra Via Lattea. E alla fine è così possibile rispondere alla domanda su come si è formata la Via Lattea”, ha dichiarato Eduardo Balbinot, ricercatore post-doc in astrofisica presso l’Università di Groningen nei Paesi Bassi e particolarmente interessato agli ammassi globulari, i raggruppamenti di stelle che possono essere considerati dei “mattoni più piccoli delle galassie”.
La più significativa di queste collisioni è stata con una galassia chiamata Gaia Enceladus. Quella galassia era circa quattro volte più piccola della Via Lattea quando le due si schiantarono circa 10 miliardi di anni fa. La collisione, hanno rivelato i dati di Gaia, ha dato origine all’alone della Via Lattea, la sfera di stelle poco disperse che avvolge il disco molto più massiccio della galassia.
“Al momento, pensiamo che la collisione con Gaia Enceladus sia stata l’ultima fusione significativa a cui la Via Lattea è andata incontro”, ha detto Anthony Brown, astronomo dell’Università di Leiden nei Paesi Bassi e presidente del Gaia Data Processing and Analysis Consortium.
L’inafferrabile struttura a spirale
Due miliardi di stelle possono sembrare tanti, ma in realtà sono solo circa l’1% del numero previsto di stelle nella Via Lattea. Grazie a sofisticati algoritmi e a molte conoscenze scientifiche, gli astronomi possono estrapolare ciò che imparano da Gaia per comprendere meglio la Galassia nel suo insieme. Una delle domande in sospeso su cui sperano di saperne di più è la struttura a spirale barrata caratteristica della Via Lattea.
Gli astronomi per lo più concordano sul fatto che la Via Lattea abbia quattro braccia a spirale, i densi flussi tortuosi di stelle e gas che sembrano emanare dal centro della galassia. Ma ci sono parecchi punti di contesa attorno a questi bracci a spirale. Gli astronomi discutono ancora delle dimensioni e dell’importanza delle singole braccia, nonché della loro posizione esatta nel disco della Via Lattea. I nuovi dati potrebbero aiutare a rivelare la struttura a spirale con maggiore chiarezza.
“Con i parametri astrofisici che abbiamo ora, possiamo creare direttamente campioni di stelle per casi scientifici specifici”, ha dichiarato Jos de Bruijne, scienziato del progetto Gaia presso l’Agenzia spaziale europea. “Sappiamo che i bracci a spirale sono per lo più costituiti da stelle giovani. È lì che si formano le stelle. Quindi, con i nuovi dati, possiamo guardare, ad esempio, stelle che non hanno più di 100 milioni di anni che in termini stellari, rappresentano l’infanzia delle stelle. Il nostro Sole, infatti, ha 4,6 miliardi di anni e ha ancora cinque miliardi di anni di fusioni termonucleari davanti a sé.
Vedere più lontano
Balbinot ha affermato che il nuovo set di dati rivelerà informazioni sulle stelle molto più lontane dalla Terra rispetto a quelle delle precedenti versioni di Gaia. Alcune di queste stelle si trovano ai margini della Via Lattea, dove il cosiddetto alone galattico, la sfera diffusa di stelle scarsamente sparse che circonda il disco molto più massiccio della Galassia, incontra lo spazio intergalattico.
“Queste sono stelle variabili, stelle molto luminose che variano la loro luminosità nel tempo. Grazie alla loro luminosità, possiamo rilevarle anche se sono molto lontane. Alcune di queste stelle si trovano proprio ai margini della Via Lattea, ed è molto eccitante perché questo è davvero un territorio inesplorato. Tutto ciò che troveremo lì sarà nuovo ed emozionante”.
In questi angoli lontani della galassia, Balbinot spera di trovare prove di collisioni galattiche più antiche e di distinguere le strutture che ne sono emerse.
“Queste collisioni lasciano dietro di sé vari tipi di detriti”, ha detto. “A volte sono dei flussi stellari ma a volte possono creare anche gusci, caratteristiche sferiche nell’alone della Via Lattea. Penso che con queste stelle variabili potremmo essere in grado di raccogliere alcuni di questi gusci nell’alone esterno. E questo aiuterebbe a ricostruire in dettaglio come sono avvenute queste collisioni”.
Insomma, per Balbinot e colleghi il lavoro di esame della nuova release di dati di Gaia è appena iniziato e non sono certo i soli astronomi che bramavano dalla voglia di poterne disporre.
