Le fusioni che hanno portato alla Via Lattea come la conosciamo oggi potrebbero essere avvenute in tempi più recenti del previsto.
La Via Lattea ha raggiunto le dimensioni che conosciamo a causa delle collisioni e delle fusioni avvenute con altre galassie. Si tratta di un processo complicato che osserviamo accadere con altre galassie in tutto l’Universo. Oggi la Via Lattea sta lentamente divorando le sue due galassie satelliti, la Grande e la Piccola Nube di Magellano: il loro destino è probabilmente segnato e verranno assorbiti nella nostra galassia. I ricercatori ritengono che l’ultima grande fusione con un’altra galassia sia avvenuta nel lontano passato della Via Lattea, tra 8 e 11 miliardi di anni fa, ma nuove ricerche amplificano l’idea che fosse stata molto più recente di quanto pensassimo: meno di 3 miliardi di anni fa.
Un passato recente
Questa nuova visione della nostra storia galattica proviene dalla missione Gaia dell’ESA. Lanciato nel 2013, Gaia sta mappando attivamente 1 miliardo di oggetti astronomici, per lo più stelle. Li misura ripetutamente, stabilendo misurazioni accurate delle loro posizioni e movimenti.
Ogni volta che un’altra galassia si scontra e si fonde con la Via Lattea, lascia delle rughe. Ovviamente “rughe” non è un termine scientifico. È un termine generico per diversi tipi di morfologie, tra cui pieghe dello spazio di fase, caustiche, chevron e conchiglie. Queste rughe si muovono attraverso diversi gruppi di stelle all’interno della Via Lattea, influenzando il modo in cui le stelle si muovono nello spazio. Misurando le posizioni e le velocità di queste stelle con grande precisione, Gaia può rilevare le rughe, l’impronta dell’ultima grande fusione.
Osservando come queste rughe si dissipano nel tempo, possiamo risalire al momento in cui la Via Lattea ha vissuto il suo ultimo grande evento, e si scopre che ciò è avvenuto miliardi di anni dopo di quanto pensassimo. Lo sforzo di comprendere l’ultima grande fusione della Via Lattea coinvolge diverse prove. Una delle prove, insieme alle rughe, è una regione ricca di Fe/H in cui le stelle seguono un’orbita altamente eccentrica. Il rapporto Fe/H di una stella è un’impronta chimica e quando gli astronomi trovano un gruppo di stelle con la stessa impronta digitale e le stesse orbite, è la prova di un’origine comune.
Questo gruppo di stelle è talvolta chiamato “lo Splash”. Le stelle nello Splash potrebbero aver avuto origine da un progenitore ricco di Fe/H. Hanno orbite strane che si distinguono dall’ambiente circostante. Gli astronomi pensano che siano stati riscaldati e che le loro orbite siano state alterate come conseguenza della fusione.
Due scenari
Ci sono due spiegazioni contrastanti per tutte le prove della fusione. Si dice che una galassia nana progenitrice chiamata Gaia Sausage/Enceladus (GSE) entrò in collisione con il proto-disco della Via Lattea tra gli 8 e gli 11 miliardi di anni fa. L’altra spiegazione è che un evento chiamato Virgo Radial Merger (VRM) sia il vero responsabile delle stelle nell’alone interno e la cui collisione è avvenuta molto più recentemente, meno di 3 miliardi di anni fa. Questi due scenari fanno previsioni diverse sulla struttura osservabile nello spazio delle fasi locale perché la morfologia dei detriti dipende da quanto tempo hanno dovuto mescolare le fasi.
Le rughe nella Via Lattea sono state identificate per la prima volta nei dati Gaia nel 2018 osservando forme con morfologie diverse, come ad esempio una spirale simile al guscio di una lumaca. L’esistenza di queste sottostrutture è stata osservata per la prima volta grazie alla precisione senza precedenti dei dati forniti dal satellite dell’Agenzia spaziale europea. Ma Gaia ha rilasciato più dati dal 2018 che adesso supportano lo scenario di fusione più recente, la Virgo Radial Merger. Questi dati mostrano che le rughe sono molto più diffuse rispetto ai dati precedenti e agli studi basati su di essi.
Affinché le rughe delle stelle siano così chiare come appaiono nei dati di Gaia, devono essersi unite a noi meno di 3 miliardi di anni fa, almeno 5 miliardi di anni dopo di quanto si pensasse in precedenza. Se le rughe fossero molto più vecchie e conformi allo scenario di fusione con Gaia Sausage/Enceladus, sarebbero più difficili da discernere. Nuove rughe di stelle si formano infatti ogni volta che le stelle oscillano avanti e indietro attraverso il centro della Via Lattea. Se si fossero uniti a noi 8 miliardi di anni fa, ci sarebbero così tante rughe una accanto all’altra che non le vedremmo più come caratteristiche separate.
Ciò non significa che non esistano prove della più antica fusione con Gaia Sausage/Enceladus . Alcune delle stelle che suggeriscono l’antica fusione potrebbero provenire dalla più recente fusione di Virgo Radial Merger e alcune potrebbero ancora essere associate alla fusione di Gaia Sausage. È difficile da capire e le simulazioni svolgono un ruolo importante. I ricercatori nel lavoro precedente e in questo lavoro hanno eseguito più simulazioni per vedere come corrispondevano alle prove.
In attesa dei prossimi dati
Possiamo vedere come le forme e il numero delle rughe cambiano nel tempo utilizzando queste fusioni simulate. Questo ci consente di individuare il momento esatto in cui la simulazione corrisponde meglio a ciò che vediamo oggi nei dati reali di Gaia della Via Lattea, un metodo che utilizzato anche nel nuovo studio.
Man mano che Gaia fornisce più dati ad ogni rilascio, gli astronomi possono osservare meglio le prove delle fusioni e sta diventando chiaro che la Via Lattea ha una storia complessa. Il Virgo Radial Merge probabilmente ha coinvolto più di un’entità. Potrebbe aver portato un intero gruppo di galassie nane e ammassi stellari nella galassia più o meno nello stesso periodo. Mentre gli astronomi studiano la storia della fusione della Via Lattea in maggiore dettaglio, sperano di determinare quali di questi oggetti provengano dalla più recente fusione e quali dalla più antica.
La storia della Via Lattea viene costantemente riscritta al momento, in gran parte grazie ai nuovi dati di Gaia, la nostra immagine del passato della Via Lattea è cambiata radicalmente anche rispetto a dieci anni fa, e la comprensione di queste fusioni continuerà a cambiare rapidamente a mano a mano che arriveranno nuove informazioni.
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