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Nane bianche rivelano l’età della Via Lattea: 11,5 miliardi di anni

Scritto da Paolo Ferrante il 31.05.2012

Via Lattea

Purtroppo, le stelle non hanno il certificato di nascita. Così, gli astronomi fanno spesso fatica a capire la loro età, ma conoscere l’età di alcune stelle è fondamentale per comprendere come la nostra galassia, la Via Lattea, si è costituita nel corso di miliardi di anni a partire – molto probabilmente – da galassie più piccole.

Oggi Jason Kalirai dello Space Telescope Science Institute e docente alla Johns Hopkins University, ha trovato qualcosa di simile ad un certificato di nascita. Utilizzando una nuova tecnica, Kalirai ha studiato le nane bianche, che sono resti di stelle simili al Sole, nella regione interna della nostra galassia, la Via Lattea. L’alone è una nuvola sferica di stelle che circondano il disco della nostra galassia.

Lo studio ha rivelato che queste stelle sono vecchie di 11,5 miliardi di anni, più giovani rispetto alla prima generazione di stelle della Via Lattea. L’età di queste stelle è considerata molto simile all’età di formazione della Via Lattea.

Queste nane bianche si sarebbero infatti formate più di 2 miliardi di anni dopo la nascita dell’universo, 13,7 miliardi di anni fa. Le stime precedenti, basate sull’analisi di stelle normali nell’alone interno, variavano da 10 miliardi a 14 miliardi di anni, un periodo di tempo un po’ troppo lasco.

Lo studio di Kalirai, se verrà confermato, permetterà di consolidare l’opinione sempre più forte che l’alone della nostra galassia è composto da una struttura a strati che si è costituita nel corso di miliardi di anni.

“Una delle domande più grandi nel campo dell’astronomia è quando le diverse parti della Via Lattea si sono costituite?” ha dichiarato Kalirai. “Stelle simili al Sole vivono per miliardi di anni e proprio per questo offrono indizi su come la nostra galassia si è evoluta nel corso del tempo. Tuttavia, il più grande ostacolo che abbiamo nel comprendere i processi di formazione galattica nella Via Lattea è la nostra incapacità di misurare i tempi di vita di stelle simili al Sole. In questo studio, ho scelto una strada diversa: ho studiato stelle alla fine della loro vita per determinare le loro masse e quindi collegare quelle masse alla vita dei loro progenitori. Data la natura di queste stelle morte, le loro masse sono più facili da misurare rispetto stelle simili al Sole “.

Kalirai ha osservato le nane bianche nell’alone della galassia, perché le stelle sono da ritenersi tra i primi ‘coloni’ della galassia. Alcune di loro sono vecchie quanto l’universo stesso. Queste antiche stelle forniscono una documentazione fossile dell’infanzia della nostra Via Lattea, dandoci informazioni sulla nascita della nostra galassia e sulla sua crescita. “L’alone della Via Lattea rappresenta il terreno di caccia principale da cui iniziare a dipanare l’archeologia di quando e come i processi di assemblaggio della galassia si sono verificati”, ha spiegato Kalirai.

I suoi risultati sono apparsi il 30 maggio sulla rivista Nature.

Ma come fanno le nane bianche a dirci quanto sono vecchie? I ricercatori possono stabilire la loro età con precisione grazie alla loro inconfondibile firma spettrale, una sorta di impronte digitali della debole luce emessa da queste stelle ormai morenti. Kalirai ha analizzato le loro firme confrontandole con l’archivio dei dati spettroscopici del Very Large Telescope dell’European Southern Observatory presso Paranal in Cile. La spettroscopia divide la luce nei suoi colori costituenti, ottenendo informazioni sulle caratteristiche di una stella, tra cui la sua massa e la sua temperatura. “Le nane bianche più calde sono i discendenti di stelle simili al Sole che si sono appena spente a causa dell’esaurimento del ​​loro combustibile, l’idrogeno”, ha spiegato. “Le masse di queste nane bianche sono proporzionali alle masse dei loro progenitori, e possiamo usare quella massa per stabilire l’età delle stelle madri.”

Per misurare l’età dell’alone, Kalirai ha confrontato le masse delle stelle nell’alone con quelle di 6 nane bianche di nuova formazione nell’antico ammasso stellare globulare M4. Fortunatamente, il cluster è uno dei bersagli preferiti di Hubble, e gli astronomi sanno quindi con una buona precisione l’età dell’ammasso, e cioè 12,5 miliardi di anni.

Kalirai ha applicato le stesse tecniche per le nane bianche nell’alone della Via Lattea, e le sue misurazioni hanno rivelato che esse sono più grandi rispetto a quelle presenti nell’ammasso M4. Questo significa che le stelle progenitrici erano anch’esse più grandi. Pertanto, queste stelle sono più giovani rispetto alle stelle di M4. Infatti, le stelle più massicce consumano idrogeno ad un ritmo più veloce e quindi terminano la loro vita più velocemente di quelle più leggere.

Sebbene risultato Kalirai si basi su un piccolo campione di stelle, esso supporta le recenti teorie secondo cui l’alone sarebbe composto da due diverse popolazioni di stelle.

Secondo la ricerca, la nascita della Via Lattea ha avuto inizio a partire dai più antichi ammassi globulari e da galassie nane, che si sono formate poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang. Queste popolazioni di stelle si sono unite nel corso di miliardi di anni per formare la struttura della nostra Via Lattea come la conosciamo oggi.

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