Come le missioni Webb e Gaia forniscono una nuova prospettiva sulla formazione delle galassie

Ingrandire / Il telescopio spaziale James Webb della NASA rivela il complesso nuvoloso di Rho Ophiuchi, la regione di formazione stellare più vicina alla Terra.

In una svolta nel campo dell’archeologia galattica, gli astronomi stanno utilizzando informazioni più dettagliate per tracciare l’origine della nostra galassia e per scoprire come si sono formate le altre galassie nelle prime fasi dell’universo. Utilizzando potenti telescopi spaziali come Gaia e James Webb, gli astronomi possono tornare indietro nel tempo e intravedere alcune delle stelle e galassie più antiche. Tra i dati di Gaia sulle posizioni e i movimenti delle stelle all'interno della nostra Via Lattea e le osservazioni di Webb sulle prime galassie che si formarono quando l'universo era ancora giovane, gli astronomi stanno imparando come le galassie si uniscono e facendo scoperte sorprendenti che suggeriscono che l'universo primordiale era molto più affollato e più affollato. luminoso di quanto chiunque avesse precedentemente immaginato.

I pezzi più antichi della Via Lattea

In un recente articolo, i ricercatori hanno identificato l'utilizzo del telescopio spaziale Gaia Due flussi di stellechiamati Shakti e Shiva, hanno ciascuno una massa totale di circa 10 milioni di soli e si pensa che si siano fusi nella Via Lattea circa 12 miliardi di anni fa.

Questi flussi esistevano anche prima che la Via Lattea avesse caratteristiche come un disco o bracci a spirale, e i ricercatori ritengono che potrebbero essere alcuni dei più antichi elementi costitutivi della galassia nel corso della sua evoluzione.

“Ciò che è interessante è che siamo in grado di rilevare queste strutture da tempi così antichi”, ha affermato il ricercatore capo Khayati Malhan del Max Planck Institute for Astronomy (MPIA). La forza di gravità e fondamentalmente formarono la proto-Via Lattea.

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Ciò è accaduto quando l’universo era ancora giovane, con le prime galassie che si formarono solo circa 13 miliardi di anni fa. Quando questi gruppi di stelle si stavano riunendo per formare quella che sarebbe stata la Via Lattea, si discuteva se il gruppo a cui si univano potesse essere chiamato una galassia. Sebbene esista un ampio requisito gravitazionale affinché una data massa di stelle possa restare unita, non esiste una definizione precisa di quando un ammasso di stelle possa essere definito l'inizio di una galassia.

“Quando una città è una città?” ha detto il coautore Hans-Walter Rex, anche lui dell'MPIA. “Ecco perché non c'è stata un'epoca in cui si è formata la galassia. È stato un processo continuo.”

La Via Lattea come caso di prova

Con così tanto da sapere sulla formazione delle galassie, ha senso iniziare con la nostra Via Lattea come caso di prova. La Via Lattea è una “galassia molto media”, ha detto Rex. Rispetto al resto dell’universo, “metà delle stelle vive in galassie più grandi e metà delle stelle vive in galassie più piccole”.

Ciò che rende utile la Via Lattea è che abbiamo un accesso unico ad essa, fornendo la possibilità di vedere le singole stelle al suo interno. Ciò significa che i ricercatori possono identificare grandi ammassi di stelle che sembrano aver avuto origine con età e livelli simili di elementi più pesanti. Osservando ciascuno di questi ammassi è possibile tracciare come è composta la galassia.

Esistono due modi principali in cui le stelle entrano nelle galassie. Nella prima ci sono grandi nubi di gas disperse all'interno di una galassia esistente, e questo gas si condensa così che al loro interno si formano le stelle. In alternativa, le stelle che si formano in una galassia satellite possono essere trascinate nella galassia madre.

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Oggi vediamo soprattutto stelle formarsi all’interno di nubi di gas, circa il 90% delle stelle che vediamo oggi si formano in questo modo. Ma nell’universo primordiale, l’opzione di accrescimento dei satelliti era molto più importante, poiché si pensa che la maggior parte delle stelle di questo periodo si siano formate in ammassi che sono stati poi trascinati nella nascente Via Lattea.

Per comprendere la storia della Via Lattea, gli astronomi devono risalire all'origine di questi ammassi di stelle e scoprire cosa li ha attratti nella galassia che conosciamo oggi. “Uno dei grandi obiettivi è riuscire a ricostruire insieme i primi eventi di accrescimento di questi pezzi?”, ha detto Rex.

Utilizzando i dati di Gaia, i ricercatori sono stati in grado di selezionare gruppi di stelle con orbite simili situate verso il centro della galassia. Si trova a circa metà strada tra la Terra e il centro della galassia ed esiste sotto forma di un toro dalle pareti spesse che ruota attorno al centro della galassia.

I ricercatori sospettano che i due flussi di stelle che hanno scoperto fossero alcune delle porzioni finali della Via Lattea che furono assorbite durante la fase di accrescimento dei satelliti, dopo la quale la formazione stellare all’interno della galassia divenne il principale motore dell’unione delle stelle alla galassia. “Sembra che Shakti e Shiva possano essere stati l'ultimo passo in quella fase iniziale, quando si trattava per lo più di frammenti che si univano”, ha detto Rex.

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