Scoperte le stelle più antiche della Via Lattea e tra le più vecchie dell’Universo

Una ricerca ha permesso di identificare stelle chi si formarono nella nostra Galassia subito dopo il Big Bang: la loro "morte" ha creato molti degli elementi di cui noi stessi siamo composti.

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Nel centro della nostra Galassia, la Via Lattea, è stata scoperta una delle più antiche stelle dell'Universo.|Eso

Un gruppo internazionale di astronomi è riuscito a individuare un insieme di stelle che possono essere considerate tra le più antiche nella nostra Galassia, e forse dell’intero Universo, e che potrebbero fornire indizi importanti sull'universo primordiale, compresa la storia di come sono "morte" le prime stelle nate dopo il Big Bang.

 

Queste stelle, nate e vissute miliardi di anni fa al centro della Via Lattea, sono caratterizzate da bassissime quantità di metalli: una, in particolare, è la più povera in assoluto di metalli mai scoperta nella Galassia. Quegli astri hanno lasciato impronte digitali chimiche che indicano che si spensero in una spettacolare esplosione nota come ipernova, almeno dieci volte più energetica di una supernova. Questi risultati, riportati sulla rivista Nature, potrebbero aiutare a capire quanto l'Universo è cambiato nel corso dei suoi 13,7 miliardi di anni.

 

Il "fiume di luce" della Via Lattea sopra i Pirenei, a 3000 metri di altezza. | Martin Campbell

 

Dentro e fuori la Via Lattea. Da quando è stata formulata la teoria del Big Bang gli astronomi si chiedono com’era l’Universo che originò le prime stelle. Mentre alcuni cercano risposte al di fuori della nostra Galassia, altri cercano indizi osservando proprio la Via Lattea.

 

Questi ultimi raccolgono informazioni sulle stelle più vecchie per capire come erano fatte e quali movimenti possedevano. Con ragionevole certezza sappiamo che subito dopo il Big Bang l'Universo era interamente composto da solo idrogeno, elio e piccole quantità di litio. Tutti gli altri elementi, come l'ossigeno che respiriamo o il sodio nel nostro dentifricio, si sono formati successivamente, quando le stelle sono esplose sotto forma di supernovae. È per questo che le stelle più antiche sono quelle con minor contenuto di metalli: grandi quantità di idrogeno ma pochissimi altri elementi.

 

La Via Lattea ripresa da Paranal con una normale macchina fotografica e una posa di circa 20 secondi. Si vedono anche la Grande e la Piccola Nube di Magellano. | Massimo Tarenghi

 

Sembravano non esserci. Un’ipotesi avanzata anni fa voleva che le prime stelle si formarono nel centro delle galassie, compresa la nostra, dove gli effetti della gravità sono più forti. Ma dopo decenni di ricerche gli astronomi hanno scoperto che la maggior parte delle stelle del centro della Via Lattea hanno un contenuto di metalli simile a quello di stelle più vicine a noi, che siamo molto distanti dal cuore della Galassia. Le più vecchie stelle scoperte sono di 7 miliardi di anni in più rispetto al Sole, ma non ancora abbastanza vecchie per permettere di capire quali erano le condizioni nell'Universo primordiale.

 

Super telescopi. Utilizzando telescopi australiani e cileni, soprattutto l'ANU SkyMapper (Australia), gli astronomi hanno dapprima selezionato 14.000 stelle da studiare poi in dettaglio attraverso un più potente telescopio dotato di uno spettrografo di altissima qualità. Lo spettrografo scompone la luce della stella, permettendo agli astronomi di analizzare in modo molto dettagliato la composizione dell’astro.

 

Una panoramica della Via Lattea, la nostra Galassia. | Esa/Gaia

 

Utilizzando poi il telescopio di Atacama, in Cile, la selezione si è ridotta a 23 candidate molto poveri in metalli. Tra queste stelle, nove hanno un contenuto di metalli inferiore a un millesimo del valore rilevato per il Sole, e tra queste una con un decimillesimo della quantità solare: questa misura la rende la più povera in assoluto di metalli. «Se si potesse comprimere tutto il ferro presente nel Sole alle dimensioni di un pugno, quello della stella record sarebbe meno di un’unghia», ha commentato Andrew Casey, dell'Istituto di astronomia di Cambridge, uno dei co-autori dello studio. 

 

La prova del nove. Tuttavia, pur avendo bassissime quantità di metallo, l'informazione in sé non è sufficiente ad affermare con certezza che si formarono agli albori dell'Universo. Potevano invece essere stelle formate molto più tardi, in altre parti della Galassia, che solo ora passavano attraverso il suo centro. Per escludere questa ipotesi gli astronomi hanno ricostruito a ritroso il movimento delle stelle e sono riusciti a stabilire che per sette di esse la vita si era consumata proprio e unicamente nel centro della Galassia. «Ci sono così tante stelle nel centro della nostra Galassia che trovare queste rarità è stato davvero come cercare un ago in un pagliaio», ha commentato Casey.

 

Paranal è il centro più importante di astronomia europea. Qui, a 2600 metri di altitudine, si trova il Very Large Telescope (VLT), attivo dal 1999. Questo strumento permette di catturare oggetti nello spazio 4 miliardi di volte meno luminosi di quelli visibili a occhio nudo. | ESO/H.H. Heyer

 

Quando le prime stelle della galassia morirono, lasciarono una firma chimica sulla generazione di stelle nate successivamente e tale impronta suggerisce che le prime morirono come ipernove. Questo lavoro conferma che nel cuore della Via Lattea si trovano anche antiche stelle, studiando le quali potremo capire qualcosa in più sull’Universo primordiale, profondamente differente da quello attuale.

 


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23 Novembre 2015 | Luigi Bignami