La Via Lattea è la galassia che ospita, tra le sue centinaia di miliardi di stelle, anche il Sole e il Sistema solare: è la nostra casa nel cosmo, eppure finora non sapevamo come fosse stata costruita. Un nuovo studio condotto dall’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf) nell’ambito del progetto Carma (Cluster Ages to Reconstruct the Milky Way Assembly), pubblicato oggi su Nature Astronomy, aggiunge un tassello alla risposta, individuando uno dei suoi primi “mattoni” fondanti: una fusione con una galassia esterna avvenuta all’incirca due miliardi di anni dopo il Big Bang, in un’epoca finora avvolta nell’incertezza.

Ngc 6397 visto da Euclid. Si tratta del secondo ammasso globulare più vicino alla Terra, situato a circa 7.800 anni luce. Formato da centinaia di migliaia di stelle legate dalla gravità, è uno degli oggetti più antichi della Via Lattea e conserva preziose informazioni sulla storia della nostra Galassia. Osservare tutte le stelle di un ammasso globulare non è semplice: nel suo centro, le più luminose nascondono le più deboli, mentre nelle regioni esterne si trovano stelle meno massicce che custodiscono le tracce delle antiche interazioni con la Via Lattea. Crediti: Esa/Euclid/Euclid Consortium/Nasa, image processing by J.-C. Cuillandre (Cea Paris-Saclay), G. Anselmi

Fino a oggi, la storia di formazione della Via Lattea, fatta di fusioni tra galassie più e meno grandi, era stata ricostruita con sicurezza solo fino a circa dieci miliardi di anni fa, l’epoca dell’incontro con Gaia-Enceladus, una galassia nana che si scontrò con la nostra e fu successivamente inglobata. Cosa fosse accaduto nelle primissime fasi di vita della nostra galassia restava invece ignoto: non era chiaro se un evento di fusione con una galassia esterna avesse avuto luogo, o se l’evoluzione avesse riguardato esclusivamente stelle nate “in casa”.

Davide Massari, ricercatore dell’Inaf di Bologna. Crediti: Inaf

«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».

Il punto di svolta è stato lo sviluppo di un metodo, basato sui dati del telescopio spaziale Hubble, in grado di misurare l’età degli ammassi globulari con una precisione mai raggiunta prima. Con stime così precise, il team ha scoperto che la popolazione di ammassi globulari nelle zone più interne della Via Lattea si dispone lungo tre distinte sequenze in base all’età e alla metallicità: una legata alla fusione con Gaia-Enceladus, una alla Via Lattea originaria e una terza, intermedia, spiegabile soltanto con l’esistenza di almeno una fusione precedente e finora ignota. «L’analisi statistica indica proprio nello scenario a tre progenitori quello di gran lunga più probabile», commenta Cristiano Fanelli dell’Inaf, co-autore dello studio.

La galassia responsabile di quella terza sequenza aveva una massa stellare paragonabile a quella di Gaia-Enceladus, pari a circa mezzo miliardo di masse solari, e aveva depositato gran parte del suo materiale entro poco meno di 20mila anni luce dal centro della Via Lattea.

«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», aggiunge Chiara Zerbinati, dottoranda presso il Dipartimento di fisica e astronomia dell’Università degli Studi di Bologna, che ha lavorato al progetto già durante la tesi magistrale.

Circa 12 miliardi di anni fa, una galassia nana nota come Lkh si scontrò con la giovane Via Lattea e si fuse con essa. Questa rappresentazione artistica raffigura quella collisione, avvenuta nell’arco di milioni di anni. Studiando gli ammassi globulari, il telescopio spaziale Hubble della Nasa ha trovato prove definitive di questo antico scontro. Crediti: Nasa, Esa, Joseph Olmsted (Stsci)

«Il percorso verso la pubblicazione è stato lungo e articolato, tanto che il nome dell’evento di fusione è cambiato più volte», conclude 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».

Per saperne di più:

• Leggi su Nature Astronomy l’articolo “Evidence of a massive accretion event 1.8 billion years before the Gaia-Enceladus merger” di D. Massari, C. Zerbinati, C. Fanelli, A. Helmi, E. Ceccarelli, F. Aguado-Agelet, S. Cassisi, E. Wempe, M. Monelli, A. Bellini, T. Callingham, H. C. Woudenberg, R. Cohen, C. Gallart, E. Pancino, S. Saracino, M. Salaris e A. Mucciarelli

Un team internazionale di astronomi, con la partecipazione dell’Istituto nazionale di astrofisica (Inaf), ha messo in luce nuovi dettagli di una gigantesca struttura dell’universo, a lungo rimasta invisibile perché nascosta dalle stelle e dalle fitte coltri di polveri presenti nella Via Lattea. Grazie a un’innovativa tecnica ibrida che incrocia diverse tipologie di dati sulle galassie, le ricercatrici e i ricercatori sono riusciti a mappare l’effettiva portata del Superammasso della Vela — a oggi riconosciuto come uno dei più imponenti agglomerati di materia del cosmo a noi vicino.

Mappa dell’Universo locale che evidenzia i principali superammassi. Vela, un’imponente struttura nascosta, si trova sulla sinistra. L’immagine mostra come le galassie fluiscono nello spazio e i “bacini” su larga scala che le incanalano. Crediti: Jérôme Léca, Rsa Cosmos

Per decenni una parte importante dell’Universo è rimasta praticamente invisibile agli astronomi. È la cosiddetta zona di evitamento (zone of avoidance, in inglese), ossia la fascia di cielo nascosta dal disco della nostra galassia, in cui polveri e stelle impediscono di osservare direttamente le galassie più lontane. Proprio dietro questo “velo” cosmico si cela una delle strutture più imponenti dell’universo vicino.

Lo studio, accettato per la pubblicazione sulla rivista Astronomy & Astrophysics, mostra infatti che il superammasso della Vela emerge come una delle principali concentrazioni di massa del cosmo locale, con una massa paragonabile a quella del Superammasso di Shapley e superiore a quella della regione di Laniakea, il superammasso che ospita la Via Lattea.

«Questa scoperta colma una lacuna nella nostra mappa dell’universo vicino», dice Sambatra Rajohnson, ricercatrice dell’Inaf e tra gli autori dello studio. «Ciò che è particolarmente entusiasmante è che, per la prima volta, una grande struttura gravitazionale nascosta dietro la nostra galassia è stata svelata grazie alla sinergia di osservazioni radio sensibili e indagini astronomiche complementari ad altre lunghezze d’onda».

L’universo locale mappato in 3D con i principali superammassi. A sinistra emerge il Superammasso della Vela. Le linee di flusso tracciano i percorsi delle galassie, mentre i bacini cosmici circostanti evidenziano le regioni in cui la materia si accumula. Crediti: Jérôme Léca, Rsa Cosmos

La nuova ricostruzione mostra che il Superammasso della Vela possiede una struttura a doppio nucleo e una massa complessiva stimata in circa 340 milioni di miliardi di masse solari. Si estende per oltre 220 milioni di anni luce: un’estensione quasi quattromila volte superiore al raggio della Via Lattea, che misura circa 55mila anni luce. I ricercatori mostrano inoltre come Vela rappresenti oggi uno dei principali “attrattori gravitazionali” dell’universo locale, esercitando un’influenza paragonabile a quella delle più grandi strutture cosmiche conosciute.

Il risultato è stato ottenuto integrando migliaia di nuove misure di redshift – lo spostamento della luce verso il rosso, che fornisce la distanza e, dunque, la distribuzione 3D delle galassie – con le velocità peculiari, ossia le deviazioni dal moto dovuto alla sola espansione cosmica. Queste velocità rivelano infatti l’azione gravitazionale esercitata dalla materia visibile e oscura. La combinazione dei due insiemi di dati ha consentito di ottenere la ricostruzione tridimensionale e dinamica più completa mai realizzata della zona di evitamento.

Un ruolo determinante è stato svolto dai dati radio raccolti con il radiotelescopio MeerKat, in Sudafrica. Tra gli oltre ottomila nuovi redshift utilizzati nello studio, più di duemila derivano infatti da osservazioni interferometriche ad alta sensibilità che hanno permesso di esplorare la parte più nascosta della zona di evitamento, finora sostanzialmente inaccessibile.

Lo studio dimostra anche l’efficacia di un nuovo approccio di ricostruzione tridimensionale che integra osservazioni di natura diversa. Questa metodologia sarà particolarmente importante per sfruttare appieno i grandi censimenti cosmologici della prossima generazione, come Desi, 4Most e Wallaby, che produrranno milioni di nuove misure della distribuzione delle galassie nell’universo.

Per l’Inaf il risultato conferma il ruolo di primo piano della radioastronomia italiana nelle grandi collaborazioni internazionali dedicate alla cosmologia osservativa e allo studio della struttura su larga scala dell’universo. L’esperienza maturata nell’analisi dei dati di MeerKat, a cui contribuisce anche l’Inaf con il potenziamento MeerKat+ e l’implementazione della banda 5B con il progetto Pnrr Stiles, costituisce inoltre una tappa fondamentale in vista delle future osservazioni con l’Osservatorio Ska (Skao), che sarà il più grande radiotelescopio mai realizzato e destinato a rivoluzionare la nostra conoscenza del cosmo, attualmente in costruzione in Sudafrica e in Australia Occidentale.

Per saperne di più

• Leggi su Astronomy & Astrophysics l’articolo “Hidden Vela Supercluster Revealed by First Hybrid Redshift & Peculiar Velocity Reconstruction”, di A.M. Hollinger, H.M. Courtois, R.C. Kraan-Korteweg, J. Mould e S.H.A. Rajohnson