La Via Lattea nasconde le tracce di una gigantesca collisione che non conoscevamo
Dati Hubble e modelli statistici hanno isolato una terza famiglia di ammassi globulari, firma di una fusione avvenuta prima di Gaia-Sausage-Enceladus.
- Dati Hubble e modelli statistici hanno rivelato una terza famiglia di ammassi globulari, legata a una fusione galattica avvenuta circa 12,3 miliardi di anni fa.
- La nuova popolazione, chiamata Low-energy-Kraken-Heracles, si distingue per età, metallicità e dinamica orbitale e si affianca alla Via Lattea originaria e a Gaia-Sausage-Enceladus.
- L’analisi bayesiana e le simulazioni cosmologiche mostrano come gli ammassi del centro galattico conservino tracce di antichi incontri, ricostruiti grazie a misure sempre più precise.
Dati Hubble e modelli statistici hanno isolato una terza famiglia di ammassi globulari, firma di una fusione avvenuta prima di Gaia-Sausage-Enceladus.
- Una cicatrice vecchia 12,3 miliardi di anni
- Hubble trasforma gli ammassi in orologi
- Un modello bayesiano separa tre storie
- La collisione ricostruita dai resti
Una cicatrice vecchia 12,3 miliardi di anni
La Via Lattea non è cresciuta in isolamento. La sua storia è fatta anche di fusioni con galassie più piccole, alcune già ricostruite con buona sicurezza.
Il nuovo studio pubblicato su Nature Astronomy porta però l’archeologia galattica molto più indietro, fino a un evento avvenuto circa 12,3 miliardi di anni fa.
I ricercatori hanno individuato una popolazione distinta di ammassi globulari, concentrata entro 6 kiloparsec dal centro della galassia. Dodici ammassi seguono una relazione tra età e metallicità diversa sia da quella degli ammassi formati nella Via Lattea sia da quella associata a Gaia-Sausage-Enceladus, la grande fusione terminata circa 10 miliardi di anni fa.
Il nuovo progenitore è stato chiamato Low-energy-Kraken-Heracles, abbreviato in LKH. Secondo le stime, aveva una massa stellare paragonabile a quella di Gaia-Sausage-Enceladus, circa 500 milioni di masse solari, ma sarebbe stato incorporato circa 1,8 miliardi di anni prima.
Hubble trasforma gli ammassi in orologi
Il passaggio decisivo non consiste nell’aver trovato un nuovo oggetto nel cielo, ma nell’aver misurato meglio l’età relativa di oggetti già noti.
Il gruppo ha analizzato 17 ammassi della regione interna della galassia usando osservazioni del telescopio spaziale Hubble nei filtri ottici F606W e F814W, portando a 39 il campione complessivo con età determinate in modo omogeneo.
Il metodo sviluppato nel progetto CARMA riduce diverse fonti di errore sistematico. La fotometria viene corretta per l’arrossamento differenziale e ripulita dalle stelle di campo tramite misure di moto proprio.
Inoltre, vengono impiegati modelli aggiornati di evoluzione stellare e un fitting delle isocrone basato su catene di Markov Monte Carlo.
Il risultato è una precisione tipica di poche centinaia di milioni di anni. Per i 17 ammassi analizzati, l’errore medio sull’età relativa è di circa 0,26 miliardi di anni, migliore rispetto ai valori ottenuti in due precedenti studi usati dagli autori come confronto.
Un modello bayesiano separa tre storie
Le sole età, però, non bastavano. Il team ha combinato cronologia, metallicità e dinamica orbitale in un modello bayesiano (un metodo statistico che aggiorna le probabilità in base ai dati) implementato con il pacchetto dynesty (un software per l’inferenza bayesiana), capace di verificare quanti progenitori fossero necessari per spiegare i dati.
Sono state confrontate ipotesi con due, tre e quattro componenti. Quella con tre progenitori è risultata la più sostenuta: la Via Lattea originaria, Gaia-Sausage-Enceladus e la nuova popolazione LKH.
Per descrivere il moto degli ammassi, il modello ha considerato grandezze dinamiche calcolate in un potenziale galattico che include anche la barra rotante, mediando i parametri su 200 orbite.
È qui che una vecchia controversia prende una forma più netta. Gli ammassi a bassa energia del centro galattico erano stati in passato collegati al presunto evento Kraken, mentre una popolazione stellare interna era stata chiamata Heracles.
L’analisi non elimina la possibilità di altri progenitori più piccoli o privi di ammassi sopravvissuti, ma identifica una componente massiccia indipendente con una sequenza età-metallicità coerente.
La collisione ricostruita dai resti
Il quadro che emerge non aggiunge semplicemente un nome alla genealogia della Via Lattea. Mostra quanto la combinazione tra osservazioni spaziali ad alta precisione e analisi computazionale possa recuperare eventi di cui la dinamica galattica ha quasi cancellato la memoria.
Le simulazioni cosmologiche citate nello studio riproducono sequenze età-metallicità separate in modo simile a quelle osservate.
LKH, insomma, non emerge da una singola immagine: viene ricostruita a posteriori, leggendo nelle età, nella composizione e nelle orbite degli ammassi globulari la firma statistica di un incontro avvenuto oltre 12 miliardi di anni fa.
