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La nostra galassia natale, la Via Lattea, è cresciuta fino alle dimensioni attuali in parte consumando galassie più piccole. Ora, nuovi dati provenienti dal telescopio spaziale Hubble della NASA/ESA mostrano prove definitive della fusione di una galassia nana con la giovane galassia della Via Lattea nelle fasi più precoci della sua evoluzione. Questa scoperta estende la nostra conoscenza della storia della nostra galassia di 1,8 miliardi di anni più indietro nel tempo rispetto a prima.
La Via Lattea oggi è una gigantesca galassia a spirale che ospita centinaia di miliardi di stelle. Tuttavia, la nostra galassia non è sempre stata così grande; È cresciuto formando nuove stelle dalle sue nubi di gas, oltre a raccogliere stelle, gas e materia oscura da altre galassie tramite fusioni.
L’ultima fusione massiccia nella storia della nostra galassia è avvenuta con la galassia nana del Sagittario, iniziata oltre 6 miliardi di anni fa e ancora in corso oggi.
Guardando indietro a un passato ancora più lontano, i ricercatori hanno scoperto che la galassia della Via Lattea ha consumato un’altra galassia nana chiamata Gaia-Sausage-Enceladus 10 miliardi di anni fa.
Questa antica fusione ha influenzato profondamente la struttura del disco stellare della nostra galassia. Altre fusioni più piccole si verificarono tra questi due.
Ma la storia della nostra galassia non si ferma qui. Sia le osservazioni che le simulazioni hanno suggerito che un’altra grande fusione abbia preceduto queste due, anche se i dettagli specifici dell’evento sono stati ampiamente dibattuti.
Ora, Hubble ha scoperto prove definitive di una fusione precedente avvenuta circa 11,8 miliardi di anni fa, ovvero appena 2 miliardi di anni dopo il Big Bang.
“La nostra casa è la galassia della Via Lattea, ma non sappiamo come sia stata costruita la nostra casa”, ha detto Davide Massari, autore principale dell’Osservatorio di Astrofisica e Scienze Spaziali di Bologna, in Italia.
“In questo articolo scopriamo da dove provenne il primo lotto significativo di mattoni: una galassia nana che chiamiamo LKH.”
I risultati sono stati pubblicati oggi sulla rivista Nature Astronomy.
Immensi rilievi astronomici e dati di precisione provenienti da veicoli spaziali come la missione Gaia dell’ESA sono stati determinanti nel ricostruire la storia della nostra galassia.
Più gli scienziati cercano di indagare nella storia della nostra galassia, più diventa difficile capire cosa sia successo.
Quando la nostra galassia era giovane, era più piccola e molto più vicina per dimensioni alle galassie con cui si scontrava.
Era anche più caotico, ed è possibile che i segni delle fusioni siano stati cancellati nel corso di miliardi di anni.
È in questo passato oscuro che Hubble ha scrutato. I ricercatori hanno utilizzato Hubble per studiare alcuni degli ammassi globulari della galassia della Via Lattea: immense collezioni approssimativamente sferiche di decine di migliaia a pochi milioni di stelle.
Gli ammassi globulari contengono alcune delle stelle più antiche della nostra galassia e possono fungere da siti archeologici cosmici che preservano stelle di altre galassie raccolte dalla Via Lattea.
“Grazie all’alta risoluzione e profondità dell’imaging Hubble, abbiamo potuto misurare l’età e il contenuto metallico di questi cluster con una precisione senza precedenti”, ha detto Chiara Zerbinati, coautrice dello studio presso l’Università di Bologna in Italia.
“Insieme a misurazioni di Gaia, questo ha reso possibile distinguere una popolazione di ammassi globulari diversi dagli altri. Questi sono gli ammassi nati a LKH, e ci dicono quando quella galassia è stata divorata dalla nostra e quanto fosse enorme.”
Il team ha analizzato le osservazioni di Hubble su 39 ammassi globulari nei 20.000 anni luce interni della nostra galassia, dove dovrebbero essere preservate le tracce delle fusioni più antiche.
Si aspettavano che questo campione contenesse ammassi globulari formatisi all’interno della giovane galassia della Via Lattea, così come quelli raccolti dalla galassia nana Gaia-Sausage-Enceladus circa 10 miliardi di anni fa.
Utilizzando le osservazioni sensibili di Hubble per determinare l’età precisa di ogni ammasso e la metallicità associata — l’abbondanza di elementi più pesanti dell’elio — hanno determinato che esisteva una terza popolazione di ammassi globulari nelle regioni interne della nostra galassia.
Il team ha scoperto che questi gruppi sono più antichi rispetto al gruppo raccolto nella fusione Gaia-Sausage-Enceladus, ma più giovani di quelli nati nella Via Lattea, indipendentemente dal loro contenuto metallico.
Questi ammassi, quindi, derivano da una fusione separata e ancora più antica — in cui la galassia della Via Lattea assorbì una galassia nana contenente circa 500 milioni di volte la massa del Sole nelle stelle, una frazione significativa della massa della nostra galassia all’epoca.
Hanno chiamato questa galassia nano Kraken-Eracule a bassa energia, o LKH, in onore di tre precedenti articoli di ricerca che sostenevano l’idea di una fusione all’inizio della storia della nostra galassia.
Una fusione così grande così presto nella formazione della Via Lattea ha profonde implicazioni per l’evoluzione della nostra galassia.
“Alcuni studi passati hanno sostenuto che le fasi più precoci dell’evoluzione della nostra galassia furono definite da stelle nate solo nella nostra galassia”, afferma Massari.
“Qui abbiamo dimostrato che anche le stelle nate in galassie esterne devono essere considerate.”
Il team prevede di continuare il lavoro per svelare la storia della galassia della Via Lattea studiando i suoi ammassi globulari, con l’obiettivo di caratterizzare tutte le massicce fusioni che la nostra galassia ha vissuto nel corso della storia cosmica.
“Hubble sta osservando ammassi globulari mai studiati prima, e questo ci aiuterà a caratterizzare gli eventi di fusione che risalgono a molto tempo indietro nella storia della galassia della Via Lattea”, ha detto Fernando Aguado-Agelet, coautore dell’Università di Vigo e dell’Università di La Laguna in Spagna.
NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)
