Un’antica fusione della Via Lattea con una galassia esterna, avvenuta circa due miliardi di anni dopo il Big Bang, apre una nuova finestra sulle origini della nostra galassia. Uno studio guidato dall’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) porta infatti la ricostruzione del suo assemblaggio in un’epoca finora rimasta in larga parte incerta.
Il risultato emerge dal progetto CARMA (Cluster Ages to Reconstruct the Milky Way Assembly) ed è stato pubblicato su Nature Astronomy. Al centro della ricerca ci sono gli ammassi globulari delle regioni interne della Via Lattea, utilizzati come traccianti per distinguere differenti popolazioni stellari e risalire agli eventi che hanno contribuito alla formazione della Galassia.
L’analisi indica l’esistenza di almeno un progenitore finora non identificato nella ricostruzione della Via Lattea primordiale. L’antico evento di fusione è stato denominato Low-energy-Kraken-Heracles (LKH) e precede quello con Gaia-Enceladus, che rappresentava uno dei principali riferimenti per ricostruire la storia delle fusioni galattiche della Via Lattea.
Il passaggio è significativo perché consente di spostare più indietro la frontiera osservativa della sua formazione. Finora la sequenza degli eventi poteva essere ricostruita con maggiore sicurezza fino a circa 10 miliardi di anni fa, quando Gaia-Enceladus, una galassia nana, entrò in collisione con la Via Lattea e venne successivamente inglobata. Le fasi precedenti lasciavano invece aperta una questione fondamentale: stabilire se la giovane Galassia fosse già cresciuta attraverso fusioni con sistemi esterni oppure principalmente attraverso stelle formatesi al suo interno.
L’antica fusione della Via Lattea emerge dagli ammassi globulari
Per affrontare il problema, il gruppo di ricerca ha utilizzato gli ammassi globulari come indicatori della storia galattica, concentrandosi in particolare sulle regioni interne della Via Lattea, difficili da studiare a causa dell’elevata estinzione.
«Siamo partiti dall’ambizione di ricostruire la storia di assemblaggio della Via Lattea, cioè tutti gli eventi di fusione galattica che l’hanno portata al suo aspetto attuale», spiega Davide Massari, ricercatore dell’INAF e primo autore dell’articolo scientifico. «Come traccianti abbiamo usato gli ammassi globulari: soprattutto nelle zone interne della galassia, dove l’estinzione è altissima, sono gli unici oggetti per cui possiamo ottenere misure eccellenti sia del movimento orbitale sia dell’età».
Un elemento determinante della ricerca è stato lo sviluppo di un metodo basato sui dati del telescopio spaziale Hubble, capace di misurare l’età degli ammassi globulari con una precisione superiore a quella precedentemente disponibile.
L’aumento della precisione ha permesso di osservare una struttura che altrimenti sarebbe rimasta nascosta. Mettendo in relazione età e metallicità, gli ammassi delle regioni più interne della Via Lattea si distribuiscono infatti lungo tre sequenze distinte.
Una è associata alla Via Lattea originaria. Un’altra è riconducibile alla fusione con Gaia-Enceladus. La terza occupa una posizione intermedia e, secondo l’interpretazione dello studio, richiede l’esistenza di almeno un ulteriore progenitore.
«L’analisi statistica indica proprio nello scenario a tre progenitori quello di gran lunga più probabile», osserva Cristiano Fanelli dell’INAF, co-autore dello studio.
La ricostruzione non si limita a rilevare la presenza dell’antico evento. Lo studio fornisce anche indicazioni sulle caratteristiche della galassia coinvolta: avrebbe avuto una massa stellare paragonabile a quella di Gaia-Enceladus, nell’ordine di mezzo miliardo di masse solari, e avrebbe depositato gran parte del proprio materiale entro poco meno di 20mila anni luce dal centro della Via Lattea.
LKH sposta indietro la storia delle fusioni della nostra galassia
La rilevanza di Low-energy-Kraken-Heracles deriva soprattutto dalla sua collocazione temporale. L’evento porta infatti la ricostruzione delle fusioni che hanno contribuito alla crescita della Via Lattea fino alle sue primissime fasi evolutive.
Non si tratta quindi soltanto dell’aggiunta di un nuovo episodio alla cronologia galattica. Questa popolazione consente quindi di comprendere meglio il processo attraverso cui sistemi progenitori differenti hanno partecipato alla costruzione della Galassia che osserviamo oggi.
«Questo lavoro ci dice cos’è successo alla Via Lattea nella sua infanzia. Porta infatti alla luce un evento particolarmente rilevante che ha influenzato l’intera evoluzione successiva della galassia. Se una delle grandi domande dell’umanità è ‘da dove veniamo?’, noi offriamo almeno un tassello della risposta», afferma Chiara Zerbinati, dottoranda presso il Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Università degli Studi di Bologna, coinvolta nel progetto già durante la tesi magistrale.
Il risultato evidenzia anche il valore scientifico degli archivi osservativi di Hubble. In questo caso, l’avanzamento non deriva semplicemente dall’osservazione di un nuovo oggetto, ma dalla possibilità di ottenere informazioni più precise da popolazioni stellari già accessibili alle osservazioni e utilizzarle per ricostruire eventi avvenuti miliardi di anni fa.
Anche il nome scelto per l’antico progenitore riflette il percorso attraverso cui la comunità scientifica ha cercato di interpretare le tracce delle prime fasi della Via Lattea. «Il percorso verso la pubblicazione è stato lungo e articolato, tanto che il nome dell’evento di fusione è cambiato più volte», spiega Massari. «Quello definitivo, Low-energy-Kraken-Heracles (LKH), è un acronimo che rende omaggio ai tre lavori che, per primi, avevano ipotizzato l’esistenza di questo antico incontro galattico».
Con LKH, la cronologia dell’assemblaggio della Via Lattea si estende dunque oltre il riferimento rappresentato da Gaia-Enceladus e raggiunge un’epoca prossima alle prime fasi della storia cosmica. È un nuovo tassello nella ricostruzione di come una successione di progenitori e fusioni abbia contribuito, nel corso di miliardi di anni, alla formazione della galassia in cui si trova il Sistema solare.
Michelangelo Moles laureato magistrale in Corporate Communication e Media è specializzato nei temi della space economy e della blue economy, con particolare attenzione agli aspetti legati all’innovazione, alla comunicazione strategica e alla divulgazione dei nuovi modelli economici connessi al mare e allo spazio.
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