La doppia vita di Terzan5

Nell’ammasso stellare Terzan5, situato nella regione centrale della nostra galassia a 19mila anni luce da noi, oltre a stelle antiche di ben 12 miliardi di anni, c’è anche una popolazione di astri più giovani, con un’età stimata di 4,5 miliardi di anni, ovvero paragonabile a quella del nostro Sole. La scoperta della presenza di due tipologie distinte di stelle, diverse non solo nella loro composizione chimica, ma anche nell’età, con una differenza di circa ben 7 miliardi di anni è stata ottenuta da un team di astronomi guidato da scienziati dell’Università di Bologna e dell’INAF utilizzando il Telescopio Spaziale Hubble e dati raccolti con due tra i più potenti telescopi da terra: il Very Large Telescope (VLT) dell’European Southern Observatory (ESO) e il telescopio Keck sulle isole Hawaii.

«Nel 2009 scoprimmo che Terzan5 conteneva due sotto-popolazioni di stelle con abbondanze chimiche differenti. Dopo 7 anni di ricerca siamo stati finalmente in grado di datare queste popolazioni», spiega Francesco Ferraro dell’Università di Bologna e associato INAF, autore principale dello studio, pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal. Le età delle due popolazioni indicano che il processo di formazione stellare in Terzan5 non è stato continuo, ma caratterizzato da due distinti episodi principali. Le osservazioni confermano che, come previsto dalla teoria dell’evoluzione stellare, la componente più giovane si è formata da gas arricchito di elementi più pesanti di idrogeno ed elio grazie alle esplosioni delle supernove appartenenti alla prima popolazione stellare. «Questo richiede che il progenitore di Terzan 5 fosse in grado di trattenere una grande quantità di gas, in modo da poter formare la seconda generazione di stelle: doveva essere molto massiccio, con una massa almeno 100 milioni di volte più grande di quella del Sole», spiega Davide Massari, dell’Osservatorio Astronomico INAF di Bologna e dell’Università di Groningen in Olanda, co-autore dello studio.

Queste insolite proprietà fanno di Terzan5 il candidato ideale per essere considerato un “fossile” risalente alle primissime fasi della storia della Via Lattea: gli attuali modelli di formazione dei nuclei delle galassie ipotizzano che questi sistemi si siano formati dalla fusione di grandi agglomerati di gas e stelle, che dopo essersi mescolati, si sono dissolti. Terzan5 sarebbe quindi uno dei primi mattoni costituenti il nucleo della Via Lattea. Questa ipotesi è rafforzata dal valore della massa che Terzan5 deve avere avuto originariamente per riuscire a generare due popolazioni stellari: una massa simile a quella degli enormi agglomerati che si pensa abbiano contribuito a formare i nuclei delle galassie circa 12 miliardi di anni fa. «Infatti alcune caratteristiche di Terzan5 assomigliano molto a quelle degli enormi agglomerati che si osservano in galassie con formazione stellare in corso a grande distanza, suggerendo così che i processi di formazione delle galassie siano stati simili nell’Universo locale e in quello distante, all’epoca della formazione della Via Lattea», continua Ferraro.

Questa scoperta apre quindi la strada per una migliore e più profonda comprensione dei meccanismi di formazione delle galassie. «Terzan5 potrebbe rappresentare un intrigante legame tra l’Universo locale e quello distante, potrebbe essere un testimone sopravvissuto del processo di formazione del nucleo galattico», spiega Ferraro.

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La ricerca fornisce agli astronomi una possibile strada per svelare i misteri della formazione delle galassie e offrire una nuova visione della complessa storia della Via Lattea. «Solo un altro sistema stellare, simile ad un ammasso globulare ma con una storia di formazione stellare così complessa, è stata osservato finora nell’alone della Via Lattea: Omega Centauri. Questa è la prima volta che osserviamo qualcosa di comparabile nel nucleo», sottolinea Emanuele Dalessandro, ricercatore INAF presso l’Osservatorio Astronomico di Bologna. La caccia ad altri simili è tutt’altro che concluso, come dice Livia Origlia, sempre dell’INAF-Osservatorio Astronomico di Bologna: «Stiamo eseguendo una ricerca sistematica di altri sistemi stellari complessi, con proprietà simili a quelle di Terzan5, probabilmente nascosti nel nucleo: la loro scoperta potrebbe fornire la prova decisiva che il meccanismo di fusione e distruzione di agglomerati massicci sia stato un processo importante per la formazione del nucleo galattico».

Per saperne di più:

• leggi il comunicato stampa dell’ESO
• leggi il comunicato stampa sul sito dell’Hubble Space Telescope
• leggi la news su Unibo Magazine
• leggi l’articolo The age of the young bulge-like population in the stellar system Terzan 5: linking the Galactic bulge to the high-z Universe di Francesco Ferraro et al. pubblicato sulla rivista The Astrophysical Journal
• Il sito web del progetto Cosmic-Lab, programma di ricerca finanziato dall’European Research Council
• Il team che ha realizzato lo studio è composto da Francesco Rosario Ferraro (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna e associato INAF) , Davide Massari (INAF – Osservatorio Astronomico di Bologna e Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen, Paesi Bassi), Emanuele Dalessandro (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna e INAF – Osservatorio Astronomico di Bologna) , Barbara Lanzoni (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna e associata INAF), Livia Origlia (INAF – Osservatorio Astronomico di Bologna), R. M. Rich (Department of Physics and Astronomy, University of California, Los Angeles, USA) e Alessio Mucciarelli (Dipartimento di Fisica e Astronomia, Università di Bologna).

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