27/11/13

L’album dei ricordi della Via Lattea **

Un lavoro paziente e preciso, un’analisi dettagliata delle immagini più raffinate ed ecco pronto un album fotografico che segue la vita della Via Lattea per ben undici miliardi di anni. Un po’ di commozione, di nostalgia, ma anche tanta emozione.

In fondo, è stato il sogno degli astronomi per anni e anni: poter ricostruire la vita della nostra casa cosmica, a partire dalla sua infanzia fino a giungere alla maturità odierna. Non è certo facile trovare vecchie fotografie della Via Lattea, quando era bambina e quando era scatenata nel creare nuove stelle. Anzi, più che difficile è impossibile. Non possiamo viaggiare nel tempo e tornare indietro per scattare le foto necessarie. D’altra parte nessuno avrebbe potuto farlo in diretta e conservare fino ad oggi questi eccezionali documenti.

Tuttavia, Hubble e il suo eccezionale potere risolutore sono riusciti nell’impresa. Come? Molto semplice (a parole): scegliere tra tutte le migliaia e migliaia di galassie quelle che hanno caratteristiche simili alla nostra. Basta guardarsi intorno e la lentezza della luce ci viene incontro. Queste sosia della nostra galassia ci permettono di osservarle oggi come apparivano in tempi diversi, da qualche centinaio di milioni a undici miliardi di anni fa. Ne sono state selezionate 400 e sono state collegate tra loro in modo che le differenze dovute al tempo che passava fossero limitate e si potessero pensare non come tante strutture diverse in momenti differenti, ma come una stessa galassia in evoluzione continua.

Tante sequenze fotografiche di galassie, dai primi istanti di vita (o quasi) fino alla configurazione attuale, che è del tutto simile a quella della Via Lattea. Ogni sequenza dà un aiuto in più e tutte insieme possono essere considerate, davvero, un album fotografico della nostra casa cosmica. Un lavoro eccezionale, che possiamo intuire nell’immagine che segue, dove sono state riportate alcune sequenze galattiche, con il tempo che scorre da destra verso sinistra. In altre parole, a destra vediamo i bambini e a sinistra gli adulti. Gli adulti sono “arrossati” come deve essere una struttura composta soprattutto da vecchie stelle.

evoluzione Via Lattea
Immagini di galassie simili alla nostra, a partire da 11 miliardi di anni fa (destra). Fonte: NASA, ESA, P. van Dokkum (Yale University), S. Patel (Leiden University), e 3D-HST Team

La parte più interessante e più difficile da ottenere è stata la prima infanzia. Solo gli occhi stupefacenti di Hubble potevano riuscirci. Non più soltanto delle macchioline indistinte, ma un qualcosa che mostrava già delle caratteristiche ben chiare e analizzabili, tanto da poter capire se erano veramente i neonati che si sarebbero trasformati in sosia della Via Lattea.

Bambini di piccola massa, di colore azzurro, ossia ad alta temperatura, quella che indica chiaramente che il gas si sta trasformando in stelle. Così doveva essere la Via Lattea da due a tre miliardi di anni dopo la nascita dell’Universo. Non possiamo dire da quanto era nata (per adesso, almeno), ma doveva essere sicuramente molto giovane. Pur se ancora tutta da costruire aveva già un “bulge” centrale, ossia un nucleo più luminoso, circondato da un disco. In quel nucleo stava accrescendosi il buco nero e dall’interazione con il disco si sarebbero sviluppate i bracci della spirale che si vedono ancora oggi.

A quei tempi la formazione di stelle era ben più numerosa di oggi: quindici all’anno contro l’unica dei nostri tempi. Un periodo vitale, vigoroso e continuo. Si è potuto stimare che il 90% delle stelle odierne si sono formate tra gli undici e i sette miliardi di anni fa. Una sorpresa e un’informazione importantissima. Il nostro Sole, quindi, è una nascita “tardiva”, un caso che appartiene al 10% della popolazione stellare. Una stella giovane in un mondo fatto soprattutto di anziane e -come tali- normalmente più piccole (se no si sarebbero già trasformate in nane bianche o stelle di neutroni e buchi neri). L’esistenza di un bulge e di un disco cambia la visione che si aveva fino a poco tempo fa, quando si pensava che il secondo si formasse solo molto tempo dopo il primo. Nella precedente idea evolutiva si pensava a una popolazione iniziale di galassie ellittiche che si sarebbero trasformate in galassie a disco solo in una seconda fase. Oggi abbiamo chiare evidenze che non sia così, almeno per galassie come la nostra. Esse sono già nate con la loro forma ben caratterizzata.

Pensate che si sono studiate ben 100 000 galassie, calcolando massa e distanza e selezionando solo quelle che erano valide rappresentanti della nostra classe. Come è stato possibile arrivare con questa accuratezza fino a 11 miliardi di anni fa? Attraverso le capacità di Hubble portate ai suoi limiti estremi. Prima di questa ricerca si potevano vedere solo le galassie più luminose e più attive, dei veri e propri “mostri”, ben lontani dalla normalità della nostra Via Lattea. Oggi, finalmente, si sono potute studiare le galassie comuni, estremamente deboli, ma analizzabili nei loro dettagli.

Dobbiamo dire grazie alla 3D-HST survey, alla Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS) e alla Great Observatories Origins Deep Survey. Esse combinano osservazioni spettroscopiche con quelle nel visuale e nell’infrarosso vicino effettuate dalla Wild Field Camera 3 e dall’Advanced Camera for Surveys. Parole tecniche, ma legate ai limiti osservativi attuali che permettono di “pesare” e di sapere l’età di oggetti debolissimi.

Ovviamente, quella descritta è l’evoluzione “regolare” della Via Lattea. Sappiamo bene che essa ha sicuramente avuto degli incontri con galassie più piccole che sono state ingoiate e digerite, e che hanno aumentato la sua massa e anche quella del motore centrale. Tuttavia, come nella vita di una persona, al di là degli incontri e delle amicizie, la vita scorre comunque secondo regole generali comuni (infanzia, adolescenza, maturità, vecchiaia,…).

L’immagine che segue mostra una visione artistica dell’attuale Via Lattea vista dal nostro pianeta (in basso), confrontata con la stessa visione relativa a parecchi miliardi di anni fa (ma la Terra non c’era ancora  a quei tempi).

la Via Lattea originaria e quella attuale
Visione artistica della Via Lattea di oggi (sopra) e di quella molto più antica (sotto). Fonte: NASA, ESA e Z. Levay (STScl)

Il lavoro originario si trova QUI, ma è a pagamento…

 

NEWS! Misurata, finalmente e direttamente, attraverso la parallasse annua, la distanza tra due punti periferici della Via Lattea: la Terra e la zona di nascite stellari denominata G007.47+00.05.

Dopo l'album dei ricordi della Via Lattea, potrebbe essere "presto" disponibile l'album di famiglia delle galassie. Ne parliamo QUI.

 

4 commenti

  1. Mario Fiori

    Meraviglioso articolo Enzo, vedere gli albori della nostra Galassia , vedere la bimba che cresce.

  2. Lontano

    Nella figura in basso, quella che ci dice com'era la Via Lattea dei primordi, sembra esserci molto meno gas di quello che appare nella Galassia dei "nostri giorni". Mi aspettavo il contrario ... dove sbaglio? :oops:

  3. caro Lontano,
    considera le figure artistiche per quello che sono. In realtà quella odierna ha gas freddo e scuro, mentre quella primordiale lo ha più chiaro e caldo. Ciò che importa nel disegno è il fatto che la nascita stellare è molto più violenta. La galassia cresce in dimensione, ma la quantità di gas relativo alle dimensioni era maggiore una volta come si può in qualche modo intuire dalle immagini reali, anche se viste solo ad occhio e non con i giusti occhiali...

  4. AlexanderG

    pensa quante belle supernove si sarebbero potute vedere :D

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