Tredici stelle in arrivo da un’altra galassia

Tommaso Marchetti, primo autore dello studio in uscita su Mnras

Voleva trovare le stelle più veloci della galassia. E c’è riuscito. Chissà che penserà, quel docente di fisica che al terz’anno di liceo lo aveva rimandato, a vedere oggi il suo nome in cima alla lista degli autori dell’articolo pubblicato su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society… Lui è Tommaso Marchetti, ricercatore romano di 27 anni, e certo non si può dire che l’essersi dovuto portare una materia a settembre l’abbia scoraggiato: finito il liceo, si è iscritto proprio a fisica all’università La Sapienza di Roma, dove si è poi laureato lavorando nel gruppo di Paolo De Bernardis, nel campo della cosmologia sperimentale. Poi la decisione di andare all’estero – all’Università di Leiden, nei Paesi Bassi, dove rimarrà fino a settembre del prossimo anno – per un dottorato sotto la supervisione di Elena Maria Rossi, coautrice dello studio. Scopo della sua ricerca, appunto, è trovare le stelle più veloci che viaggiano nella Via Lattea, usando i dati del satellite dell’Agenzia spaziale europea Gaia. «Un particolare tipo di stelle a cui sono interessato», dice a Media Inaf, «sono le stelle iperveloci: stelle che vengono eiettate dal centro della nostra galassia a causa dell’interazione con il buco nero supermassivo». E come dicevamo, c’è riuscito, a trovarle. Quello che però non si poteva immaginare era la loro traiettoria: di solito stelle del genere le vedi che si allontanano dalla Via Lattea. Queste, invece, sono in avvicinamento.

Stelle che si dirigono ad alta velocità verso la nostra galassia, dunque. Di quante stelle stiamo parlando?

«Analizzando sette milioni di stelle nel catalogo di Gaia, abbiamo trovato 13 stelle con velocità eccezionalmente elevate che si stanno dirigendo verso la Via Lattea. Queste stelle sono così veloci che la loro velocità è maggiore della velocità di fuga dalla nostra Galassia: di conseguenza si allontaneranno per sempre dalla Via Lattea».

In questo schema, sovraimpresse a una rappresentazione artistica della nostra galassia, le posizioni e le orbite ricostruite di 20 stelle ad alta velocità, identificate utilizzando i dati della seconda versione della missione Gaia dell’Esa. Le 7 stelle mostrate in rosso si stanno allontanando dalla galassia, e la loro velocità potrebbe essere sufficiente a consentir loro di sfuggire alla sua gravità. Sorprendentemente, lo studio ha rivelato anche 13 stelle – quelle mostrate in arancione – che invece si dirigono verso la Via Lattea: queste potrebbero essere stelle che hanno avuto origine in un’altra galassia, e che ora sfrecciano attraverso le nostre. Crediti: Esa; Marchetti et al. 2018; Nasa / Esa / Hubble

A che velocità viaggiano? E ora dove si trovano? 

«La tipica velocità di queste stelle è dell’ordine di 600 km/s (che corrisponde a più di 2 milioni di km/h!). Per confronto, la velocità con cui il Sole orbita intorno al centro della galassia è dell’ordine di 250 km/s, quindi stiamo parlando di stelle estremamente veloci. Per ora si trovano all’esterno della Via Lattea, ma tra qualche decina di milioni di anni (un tempo molto breve rispetto alla tipica vita di una stella) attraverseranno il disco della galassia».

Perché vi ha sorpreso, vedere stelle in arrivo? Voglio dire, se ce ne sono che “fuggono” dalla nostra galassia, dirigendosi altrove, non è normale supporre che avvenga lo stesso anche in altre galassie – e che dunque ne arrivino dalle nostre parti?

«È la prima volta che abbiamo evidenza di una popolazione di stelle ad alta velocità con origine extragalattica. La probabilità di “lanciare” una stella da un’altra galassia (ad esempio Andromeda) esattamente nella direzione della nostra è molto bassa, vista la distanza tipica tra le galassie, ma è sicuramente una possibilità che non possiamo escludere a priori, e che stiamo approfondendo al momento. L’origine di queste stelle ci potrà dare importanti informazioni sui meccanismi fisici che portano alla loro accelerazione».

Secondo voi da dove arrivano, queste che avete individuato? E quale meccanismo fisico può giustificare la loro velocità?

«Nei prossimi mesi osserveremo queste stelle con diversi telescopi per confermare la loro velocità. Una volta che saremo sicuri delle loro caratteristiche, potremo calcolare precisamente la loro traiettoria passata, e identificare da dove provengono. Potrebbero essere stelle lanciate ad alta velocità dalla Grande Nube di Magellano, o da altre galassie “satelliti” che stanno orbitando intorno alla Via Lattea: ad esempio l’esplosione di una supernova in una stella binaria può portare all’eiezione dell’altra stella con un’alta velocità. Un’altra origine possibile per queste stelle è collegata alla storia di formazione della nostra Galassia. Ci sono numerose evidenze che la Via Lattea abbia interagito gravitazionalmente con altre galassie nel passato, e questa interazione può aver portato all’accelerazione di alcune stelle, che “cadono”, e quindi vengono accelerate, nel campo gravitazionale della nostra galassia. Nei prossimi mesi, grazie a precise osservazioni, saremo in grado di rispondere precisamente a queste domande».


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Fonte: Tredici stelle in arrivo da un’altra galassia