Via Lattea, scoperta una fusione galattica avvenuta 12 miliardi di anni fa

Una grande fusione galattica avvenuta circa due miliardi di anni dopo il Big Bang potrebbe aver contribuito a costruire la Via Lattea quando la nostra galassia era ancora nelle prime fasi della sua esistenza. A individuare le tracce di questo antichissimo evento è un nuovo studio internazionale pubblicato su Nature Astronomy, al quale hanno partecipato ricercatori dell'Università di Bologna e dell'INAF. Il risultato sposta molto più indietro nel tempo la ricostruzione della storia della galassia che ospita il Sole e il Sistema solare.

Le tracce dell'antica fusione negli ammassi globulari

La formazione della Via Lattea è stata caratterizzata da una lunga successione di incontri e fusioni con altre galassie. Finora, però, gli astronomi erano riusciti a ricostruire con maggiore sicurezza eventi risalenti a circa dieci miliardi di anni fa. Tra questi figura la fusione con Gaia-Enceladus, una galassia nana successivamente inglobata dalla Via Lattea e considerata uno degli episodi più importanti della sua evoluzione.

Le fasi precedenti erano molto più difficili da interpretare. Gli studiosi non disponevano infatti di elementi sufficientemente precisi per stabilire se la giovanissima Via Lattea fosse cresciuta esclusivamente attraverso stelle formatesi al proprio interno oppure avesse già incorporato materiale proveniente da altre galassie.

Il gruppo di ricerca ha cercato una risposta utilizzando come traccianti gli ammassi globulari, sistemi estremamente densi composti da grandi quantità di stelle. Questi oggetti rappresentano una risorsa particolarmente preziosa nelle regioni interne della Via Lattea, dove polveri e gas rendono più complessa l'osservazione diretta di molte stelle.

Davide Massari, ricercatore dell'INAF e primo autore dello studio, ha spiegato che gli ammassi globulari permettono di ottenere misure molto accurate sia dell'età sia del movimento orbitale. Proprio queste caratteristiche hanno consentito agli astronomi di utilizzarli come testimonianze delle diverse fasi attraverso cui la galassia si è assemblata.

I dati di Hubble rivelano tre diverse sequenze stellari

Il passaggio decisivo della ricerca è arrivato grazie allo sviluppo di un nuovo metodo basato sulle osservazioni del telescopio spaziale Hubble. La tecnica ha permesso di determinare l'età degli ammassi globulari con un livello di precisione superiore rispetto alle precedenti analisi.

Confrontando età e metallicità degli ammassi presenti nelle regioni più interne della Via Lattea, gli scienziati hanno individuato tre sequenze distinte. La prima è compatibile con gli oggetti associati alla fusione con Gaia-Enceladus; la seconda comprende ammassi attribuiti alla Via Lattea originaria. La terza sequenza, collocata tra le altre due, ha invece richiesto una spiegazione diversa.

Secondo gli autori dello studio, questa popolazione intermedia può essere interpretata con l'esistenza di almeno un'importante fusione galattica precedente a Gaia-Enceladus. L'evento sarebbe avvenuto circa 1,8 miliardi di anni prima della fusione con Gaia-Sausage-Enceladus, quando l'Universo aveva appena due miliardi di anni circa.

La galassia inglobata avrebbe avuto una massa stellare stimata attorno a mezzo miliardo di masse solari, un valore paragonabile proprio a quello attribuito a Gaia-Enceladus. Gran parte del suo materiale sarebbe stata depositata nelle zone centrali della Via Lattea, entro una distanza inferiore a circa 20mila anni luce dal centro galattico.

Un nuovo capitolo sulla nascita della Via Lattea

La scoperta offre agli astronomi un nuovo punto di riferimento per ricostruire l'infanzia della nostra galassia. Chiara Zerbinati, dottoranda al Dipartimento di Fisica e Astronomia “Augusto Righi” dell'Università di Bologna, ha sottolineato come l'evento individuato possa aver condizionato tutta la successiva evoluzione della Via Lattea.

La ricerca mostra inoltre quanto gli ammassi globulari possano conservare informazioni su epoche estremamente remote. Anche dopo miliardi di anni, la loro composizione chimica, la loro età e le caratteristiche delle orbite consentono infatti di distinguere popolazioni formatesi direttamente nella Via Lattea da quelle arrivate attraverso l'accrescimento di galassie esterne.

Lo studio, intitolato “Evidence of a massive accretion event 1.8 billion years before the Gaia-Sausage-Enceladus merger”, vede tra gli autori legati all'Università di Bologna e all'INAF OAS Bologna Alessio Mucciarelli, Chiara Zerbinati, Edoardo Ceccarelli, Cristiano Fanelli, Davide Massari e Maurizio Salaris. I risultati aggiungono così un nuovo tassello alla ricostruzione delle prime fasi di assemblaggio della Via Lattea, portando le osservazioni fino a un'epoca dell'Universo che finora era rimasta in larga parte difficile da decifrare.