Nascita Stella

Due miliardi di anni fa, la nostra galassia ha avuto un'esplosione di nascita di stelle

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Quando guardi il cielo di notte, purché tu abbia una vista decente e un luogo buio da cui vedere, puoi vedere migliaia di stelle. Un buon telescopio può rivelare milioni.

Da dove vengono? Esistono, quindi sembra ragionevole presumere che abbiano avuto inizio ad un certo punto nel passato. Quando?

Questa è in realtà una domanda attiva in astronomia, quella che chiamiamo la galassia della Via Lattea storia della formazione stellare . Vogliamo sapere quando si sono formate le stelle, perché questo ci dice come erano le condizioni nella galassia in passato. Le stelle si sono formate tutte in una volta? O si è diffuso nel tempo? E se sì è stato costante, o le stelle sono nate più o meno lentamente in passato?



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Sorprendentemente, questa è una domanda risolvibile. In linea di principio non è troppo difficile da capire. Ad esempio, sappiamo che le stelle massicce, calde, luminose e blu non vivono a lungo; solo pochi milioni di anni. Sappiamo che la galassia è molto più antica di così, più di 12-13 miliardi di anni, quindi se vediamo stelle blu come quella ora, la formazione stellare deve essere in corso adesso. E noi fare vederli, così è.

Ma possiamo essere più dettagliati di così. È possibile osservare le diverse caratteristiche delle stelle e capire quanti anni hanno. Questo può quindi essere lavorato a ritroso per capire quante stelle sono nate in un determinato momento nel passato. Hai bisogno di molte stelle per farlo, ma è fattibile.

In effetti, è stato fatto. Molte volte, anche, ma alcune nuove ricerche sono state fatte con i dati dell'osservatorio spaziale Gaia per ottenere un risultato interessante.

Gaia sta osservando il cielo, ottenendo posizioni, movimenti, colori e distanze estremamente precisi per oltre un miliardo di stelle nella galassia. Questo è un vasto database di informazioni che può essere estratto in tutti i modi e lo ha usato un team di astronomi per cercare di capire quale sia la storia della formazione stellare della Via Lattea. Hanno iniziato con alcuni modelli standard di come nascono le stelle — per esempio, lo sappiamo stelle di piccola massa come le nane rosse sono di gran lunga più numerose stelle blu molto massicce ; questo può essere quantificato per generare ciò che viene chiamato an funzione di massa iniziale : Letteralmente, una funzione matematica che descrive le masse di stelle che stanno nascendo.

Hanno esaminato 15 diverse caratteristiche stellari per oltre tre milioni di stelle e hanno eseguito modelli al computer per vedere quali tipi di storie di formazione stellare potrebbero generare i tipi di stelle che vediamo oggi. Quello che hanno trovato è piuttosto interessante. Tanto per cominciare, molto tempo fa, quando la galassia era giovane, creava le stelle in modo molto più vigoroso di quanto non faccia oggi. In media, ora, il tasso di formazione è di circa una massa solare (la massa del Sole) all'anno nella galassia. 10 miliardi di anni fa, era più come 10 masse solari all'anno.

Ma, nel tempo, i loro risultati mostrano che il tasso è diminuito. Ciò è coerente con le osservazioni di galassie molto lontane. Poiché la luce impiega tempo per raggiungerci, se osserviamo una galassia distante 10 miliardi di anni luce, la vediamo com'era dieci miliardi di anni fa. Osservando le galassie a tutte le diverse distanze possiamo farci un'idea di come si sono formate le stelle nel tempo. In generale, 10 miliardi di anni fa, la maggior parte delle galassie che vediamo producevano stelle, ma il tasso di formazione diminuisce nel tempo a livello cosmico.

Il tasso di formazione stellare (in masse solari all'anno) nella Via Lattea rispetto al tempo basato sui dati di Gaia mostra un aumento a partire da circa 5-6 miliardi di anni fa, indicando una possibile fusione con un'altra galassia.

Il tasso di formazione stellare (in masse solari all'anno) nella Via Lattea rispetto al tempo basato sui dati di Gaia mostra un aumento a partire da circa 5-6 miliardi di anni fa, indicando una possibile fusione con un'altra galassia. Le linee sono funzioni matematiche utilizzate per adattare i vari modelli di velocità di formazione stellare (simboli) desunti dalle osservazioni. Credito: Mor et al.

Ma le osservazioni di Gaia hanno indicato che a partire da circa 6-7 miliardi di anni fa, il tasso di formazione stellare della Via Lattea ha iniziato a diminuire. aumento . Nei successivi quattro miliardi di anni circa è passato da circa 4 masse solari all'anno a più di 8, con un picco di circa 2 miliardi di anni fa. Dopodiché ha ricominciato a scendere, raggiungendo il valore attuale di 1.

Cosa potrebbe aver causato questo aumento delle nascite stellari? Sembra probabile che la Via Lattea si sia scontrata e si sia fusa con una galassia satellite più piccola. Se questa galassia fosse ricca di gas (molte piccole lo sono) allora ciò avrebbe potuto aumentare il tasso di natalità; le stelle nascono da nuvole di gas, quindi un aumento di gas potrebbe facilmente significare un aumento della formazione di stelle.

Intendiamoci, è un sacco di gas. Quell'esplosione di formazione stellare è durata miliardi di anni, il che significa che la Via Lattea ha ricevuto un'infusione di decine di miliardi di masse solari vale il gas! Quindi forse quella non era una galassia così piccola, dopotutto. Adesso doveva essere più grande di qualsiasi altra galassia satellite compagna.

Guardiani della Galassia script
La Via Lattea è una galassia a disco con centinaia di miliardi di stelle. Un nuovo studio indica che ha subito un'esplosione di vigorosa formazione stellare che ha raggiunto il picco circa 2 miliardi di anni fa. Credito: NASA/JPL-Caltech/R. Ferita (SSC/Caltech)Ingrandire

La Via Lattea è una galassia a disco con centinaia di miliardi di stelle, orbitante attorno a dozzine di galassie estremamente piccole. Un nuovo studio mostra che molte di queste galassie satellite sono state rubate da un'altra galassia. Credito: NASA/JPL-Caltech/R. Ferita (SSC/Caltech)

Questa ricerca è un primo passaggio ai dati; stanno esaminando più parametri ora (come la quantità di elementi pesanti nelle stelle) per essere in grado di distinguere tra i vari scenari fisici nella galassia per capire perché il tasso di formazione stellare è diminuito due volte ora (una volta dopo la formazione iniziale della galassia, e di nuovo dopo che questa possibile fusione ha causato un picco nella formazione stellare 2 miliardi di anni fa).

Adoro questo. Viviamo all'interno della Via Lattea e questo rende davvero difficile studiare. Immagina di essere sequestrato in una stanza di una grande casa; come impareresti qualcosa sulla casa stessa? La nostra situazione astronomica è un po' più semplice perché possiamo dedurre le dimensioni e la forma della galassia e osservare/misurare le stelle e le nubi di gas in essa. Da questo, oltre a una conoscenza della fisica e di come si comportano le stelle, possiamo imparare molto sulla nostra galassia natale, incluso quanto sia stata feconda nel tempo.

La Via Lattea è la nostra casa, il nostro quartiere. Conoscere il suo passato ci dice di più su dove viviamo e perché è così. Che cosa meravigliosa poter fare!



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