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Gaia: uno degli ammassi stellari più vicini al Sole sta venendo distrutto?

25 marzo 2021
I dati del satellite di mappatura delle stelle Gaia dell'ESA hanno rivelato interessati prove che l'ammasso stellare più vicino al nostro Sole, le Iadi, sta venendo distrutto dall'influenza gravitazionale di una struttura massiccia, ma invisibile, presente nella nostra galassia.

Se i dati lo confermeranno, questa osservazione potrebbe fornire prove dell'esistenza di una sospetta popolazione di "sub-aloni di materia oscura". Si pensa che queste nubi di particelle invisibili siano reliquie della formazione della Via Lattea e siano ora sparse nella galassia, formando una sottostruttura invisibile che esercita un'influenza gravitazionale importante su tutto ciò che si avvicina troppo a loro.

Il ricercatore dell'ESA Tereza Jerabkova e colleghi dell'ESA e dell'European Southern Observatory hanno fatto questa scoperta mentre studiavano il modo in cui un ammasso stellare vicino a noi si stia fondendo con lo sfondo delle stelle nella nostra galassia. Questa scoperta è basata sul terzo rilascio dei dati (EDR3) di Gaia, avvenuto lo scorso dicembre, e sui dati precedente del secondo rilascio (EDR2).

Il team aveva scelto le Iadi come obiettivo perché è l'ammasso stellare più vicino al Sole. Si trova a poco più di 153 anni luce di distanza ed è facilmente visibile agli osservatori del cielo sia nell'emisfero settentrionale che in quello meridionale come una cospicua forma a "V" di stelle luminose che segna la testa del Toro nella rispettiva costellazione. Al di là delle stelle luminose facilmente visibili, i telescopi hanno rivelato un centinaio di stelle più deboli contenute in una regione sferica dello spazio di circa 60 anni luce di diametro.
Un ammasso stellare perderà le sue stelle in modo naturale perché mentre queste si muovono all'interno dell'ammasso si tirano a vicenda gravitazionalmente. Questa spinta costante cambia leggermente le velocità delle stelle, spostandone alcune ai bordi dell'ammasso. Da lì, le stelle possono essere spazzate via dall'attrazione gravitazionale della galassia, formando due lunghe code. Una coda segue l'ammasso stellare, l'altra si allontana davanti ad esso.

Queste code sono conosciute come "code di marea" e sono state ampiamente studiate nelle galassie in collisione, ma nessuno le aveva mai viste in un ammasso stellare aperto così vicino a noi, almeno fino ai tempi molto recenti.

La chiave per rilevare le code delle maree è individuare quali stelle nel cielo si muovono in modo simile all'ammasso stellare. Gaia rende tutto questo facile perché misura con precisione la distanza e il movimento di oltre un miliardo di stelle nella nostra galassia. "Queste sono le due misure più importanti di cui abbiamo bisogno per cercare code di marea negli ammassi stellari della Via Lattea", afferma Tereza.

I precedenti tentativi di altri team avevano avuto un successo limitato perché i ricercatori avevano cercato solo stelle che si avvicinassero strettamente al movimento dell'ammasso stellare. Ciò ha escluso i membri che se ne sono andati prima nella sua storia di 600-700 milioni di anni e che quindi ora viaggiano su orbite diverse.

Per comprendere la gamma di orbite da cercare, Tereza ha costruito un modello al computer che simulasse le varie perturbazioni che le stelle in fuga nell'ammasso potrebbero avvertire durante i loro centinaia di milioni di anni nello spazio. È stato dopo aver eseguito questo codice e confrontato le simulazioni con i dati reali che è stata rivelata la vera estensione delle code di marea delle Iadi. Tereza e i colleghi hanno trovato migliaia di ex-membri nei dati di Gaia. Queste stelle si estendono ora per migliaia di anni luce attraverso la galassia in due enormi code di marea.
Ma la vera sorpresa è stata che la coda di marea sembrava mancare di molte stelle, e ciò indica che sta accadendo qualcosa di molto più violento rispetto a un normale ammasso stellare che si "dissolve" dolcemente.

Eseguendo nuovamente le simulazioni, Tereza ha dimostrato che le osservazioni potrebbero essere riprodotte se quella coda si fosse scontrata con una nuvola di materia contenente circa 10 milioni di masse solari. "Deve esserci stata una stretta interazione con questo ammasso enorme e di conseguenza le Iadi sono state distrutte", dice.

Ma cosa potrebbe essere quella nuvola? Non ci sono osservazioni di una nuvola di gas o di un ammasso stellare così massiccio nelle sue vicinanze. Se non verrà rilevata alcuna struttura visibile, anche in future ricerche più mirate, Tereza suggerisce che l'oggetto potrebbe essere un sub-alone di materia oscura. Si tratta di ammassi naturali di materia oscura che si ritiene contribuiscano a plasmare la galassia durante la sua formazione. Questo nuovo lavoro mostra come Gaia stia aiutando gli astronomi a mappare questa struttura invisibile di materia oscura della galassia.

"Con Gaia, il modo in cui vediamo la Via Lattea è completamente cambiato e, grazie a queste scoperte, saremo in grado di mappare le sottostrutture della Via Lattea in modo straordinario", afferma Tereza. E dopo aver provato la tecnica con le Iadi, Tereza e colleghi stanno ora proseguendo il lavoro alla ricerca di code di marea da altri ammassi stellari più distanti.

fonti: ESA

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