Via Lattea, scoperta Unibo: fossili nel cuore della galassia

Bologna, 14 dicembre 2020 – I 'Frammenti fossili del Bulge' sono una nuova classe di sistemi stellari. Sono oggetti antichissimi che si trovano oltre la fitta nube di polvere che avvolge il centro della Via Lattea (un rigonfiamento noto come 'bulge', appunto) e fino ad oggi di loro non si sapeva nulla. A scoprirli è stato un gruppo internazionale di astrofisici, il cui lavoro è scavare, come fossero archeologi, alla ricerca di testimonianze del passato. Lo studio, che è stato pubblicato su 'Nature Astronomy', è stato realizzato da un team di ricerca guidato da Francesco Ferraro del Dipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi” dell’Università di Bologna e associato all’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF).

La scoperta è arrivata dall’analisi di 'Liller 1', un sistema stellare nel 'bulge' della nostra galassia che da più di quarant’anni era catalogato come 'ammasso globulare', ovvero un aggregato di milioni di stelle, tutte all’incirca della stessa età. Gli ammassi globulari noti nella Via Lattea sono numerosi: se ne contano circa 150. Grazie ad una serie di osservazioni, gli studiosi hanno però scoperto che 'Liller 1' ha un’identità diversa da quanto si era creduto finora, e molto più affascinante: è infatti il frammento fossile di uno dei giganteschi agglomerati di stelle dalla cui fusione, 12 miliardi di anni fa, si è formato il cuore della nostra galassia.

“Si tratta di un relitto stellare, un reperto fossile nel quale è impressa la storia della formazione della Via Lattea”, dice il professor Francesco Ferraro, primo autore e coordinatore dello studio. 'Liller 1', quindi, non è solo “un ammasso globulare, ma qualcosa di molto più complesso”.

La storia della scoperta

I primi sospetti della possibile esistenza di questi 'reperti archeologici cosmici' erano emersi alcuni anni fa, quando lo stesso gruppo di studiosi aveva scoperto un oggetto simile, chiamato 'Terzan 5'. L'apparenza, anche in questo caso, era quella di un ammasso globulare nel 'bulge' della Via Lattea, ma analisi più dettagliate non risultavano compatibili con questa classificazione.

La nuova scoperta relativa a 'Liller 1' porta, invece, a confermare che esiste una classe di sistemi stellari che fino ad oggi non era stata individuata. In apparenza, i 'Frammenti Fossili del Bulge' sembrano oggetti indistinguibili dai comuni ammassi globulari. La differenza sta tutta nell'età delle stelle che li abitano. Ci sono, infatti, all'interno di questi frammenti due popolazioni stellari diverse: una molto antica – formatasi attorno a 12 miliardi di anni fa – e una molto più giovane.

“Le proprietà delle popolazioni stellari vecchie osservate in 'Liller 1' e in 'Terzan 5' dimostrano che entrambi questi sistemi si sono formati molto tempo fa, all’epoca della formazione della Via Lattea”, spiega Barbara Lanzoni, professoressa dell’Università di Bologna e associata INAF, coautrice dello studio. “D’altra parte, le popolazioni giovani sono più ricche di ferro e maggiormente concentrate nelle regioni centrali rispetto alle popolazioni vecchie, in accordo con quanto ci si aspetta in uno scenario di auto-arricchimento, in cui le stelle più giovani si formano da gas espulso dalla popolazione precedente”.

 

Il lavoro degli studiosi

Arrivare a scoprire tutto questo non è però stato affatto semplice. 'Liller 1' si trova, infatti, in una delle regioni più opache della nostra galassia, dove spesse nubi di polvere oscurano fortemente la luce stellare, fino a renderla 10mila volte più debole di quanto sia in realtà. L’unico modo per riuscire a 'guardare' oltre queste nubi è attraverso la luce infrarossa. Per questo, gli studiosi si sono affidati a Gemini South, un potente telescopio di 8 metri di diametro, che si trova in Cile, dotato di una strumentazione in grado di correggere le distorsioni prodotte dall’atmosfera terrestre sulle immagini delle stelle.

Gemini South ha permesso di ottenere una serie di immagini straordinarie di 'Liller 1', con una nitidezza senza precedenti, da cui è stato possibile realizzare una prima analisi dettagliata della sua popolazione stellare. Per avere un quadro definitivo della composizione di questo sistema stellare sono state fatte delle fotografie anche con il telescopio spaziale Hubble.

“Una volta combinate tra loro, le immagini di Gemini e di Hubble hanno finalmente fornito una visione chiara e dettagliata delle stelle di' Liller 1', escludendo efficacemente gli astri non appartenenti al sistema”, dice Cristina Pallanca, ricercatrice dell’Università di Bologna e associata INAF, coautrice dello studio.

“La scoperta che 'Liller 1' ha caratteristiche molto simili a quelle di 'Terzan 5' ha permesso di definire una nuova classe di sistemi stellari, originati da progenitori abbastanza massicci da poter trattenere il gas espulso ad altissima velocità dalle supernove. Quelli che osserviamo oggi sono solo frammenti di quelle gigantesche strutture”, commenta Emanuele Dalessandro, studioso dell’INAF - Osservatorio di Astrofisica e Scienza dello Spazio (OAS) di Bologna e coautore dello studio.

Da qui la conferma dell’esistenza di questi sistemi stellari fino ad oggi sconosciuti, denominati “Frammenti Fossili del Bulge”, che rappresentano i resti di strutture massive primordiali da cui circa 12 miliardi di anni fa nacque il cuore della Via Lattea.