I flussi stellari sono scie di stelle che gli astronomi possono studiare per risolvere i misteri sulla storia della nostra galassia, la Via Lattea, e potenzialmente sulla materia oscura che contribuisce a plasmare il cosmo pur sfuggendo all’osservazione diretta. Questi flussi sono stati in gran parte lasciati da piccole galassie nane e ammassi globulari, che nel frattempo si sono dissolti. Esiste però un terzo tipo, raro e importante, di flusso stellare: i flussi provenienti da ammassi globulari ancora esistenti. “In precedenza, ne conoscevamo meno di 20. Ora ne abbiamo scoperti 87“, ha affermato Yingtian “Bill” Chen dell’Università del Michigan, autore di un nuovo studio pubblicato su The Astrophysical Journal Supplement Series.
Le ridotte dimensioni del campione hanno reso difficile distinguere quali caratteristiche potessero essere peculiari di un determinato flusso e quali invece rappresentassero segnali con implicazioni galattiche. Ora, mentre conseguiva il dottorato in astronomia, Chen ha sviluppato un algoritmo che ha più che quadruplicato il numero di candidati a scie stellari noti provenienti da ammassi globulari ancora esistenti. Sebbene non tutti i nuovi candidati si riveleranno effettivamente scie stellari, la ricerca fornisce nuovi obiettivi di studio per la prossima generazione di telescopi.
Lo studio
Questo studio, supportato dalla NASA, si è avvalso dei dati della sonda Gaia dell’Agenzia Spaziale Europea, operativa dal 2014 al 2025, che ha osservato miliardi di stelle nella Via Lattea. Ora, strumenti più potenti stanno entrando in funzione, consentendo agli astronomi di esaminare i candidati appena scoperti in modo più dettagliato per verificare quali di essi contengano indizi significativi sulla materia oscura e sulla nostra storia galattica.
“Di questi 87 candidati, abbiamo una fiducia relativamente bassa in alcuni di essi a causa della contaminazione di fondo. Ma questo potrà essere notevolmente migliorato con le future osservazioni”, ha affermato Chen. “Gaia è relativamente vecchia, ma ci saranno nuove indagini, tra cui quelle del Telescopio Spaziale Roman della NASA, dell’Osservatorio Vera Rubin e dello Strumento Spettroscopico per l’Energia Oscura (DESI)”.
L’Osservatorio Rubin ha iniziato a raccogliere dati la scorsa estate e il Telescopio Spaziale Nancy Grace dovrebbe essere lanciato nel 2027. Il DESI ha iniziato la sua indagine nel 2021.
Ammassi e flussi stellari
Una delle maggiori difficoltà nel trovare i flussi stellari è che sono semplicemente difficili da vedere. Ci sono centinaia di miliardi di stelle contenute nella famosa struttura a spirale a cui molti di noi pensano quando sentono le parole “Via Lattea”. Ma attorno alla Via Lattea orbitano anche galassie nane, che hanno molte meno stelle, e ammassi globulari, che sono ancora più piccoli.
Sono queste congregazioni stellari relativamente minuscole che danno origine ai flussi stellari. L’interazione mareale tra questi gruppi più piccoli e la ben più grande Via Lattea può provocare l’espulsione di stelle dagli ammassi stellari più piccoli lungo le loro orbite.
“È come andare in bicicletta con un sacco di sabbia, solo che il sacco ha un buco“, ha affermato Oleg Gnedin, autore senior del nuovo studio e professore di astronomia all’Università del Michigan. “Quei granelli di sabbia sono come le stelle che si lasciano alle spalle lungo la loro traiettoria”.
La forma e le dimensioni di questi flussi contengono indizi sull’energia gravitazionale a cui sono sottoposti gli ammassi e su come è distribuita la massa della Via Lattea, che include una notevole quantità di materia oscura. I primi flussi stellari, osservati decenni fa, erano lasciati da galassie nane ed erano più grandi e più estesi rispetto ai flussi provenienti dagli ammassi globulari, scoperti più recentemente.
Questi flussi più piccoli sono stati scoperti quasi esclusivamente per caso da astronomi che li hanno individuati nelle immagini di missioni come Gaia, ha spiegato Gnedin. Il team dell’Università del Michigan ha adottato un approccio più sistematico, sviluppando innanzitutto un modello fisico per spiegare la formazione di questi flussi. Chen ha poi utilizzato questo modello per un algoritmo informatico chiamato StarStream, al fine di analizzare i dati di Gaia alla ricerca di tracce di questi flussi in questo nuovo contesto fisico. “Si è scoperto che è molto più facile trovare cose quando si ha un’aspettativa teorica di ciò che si sta cercando, quando si ha un quadro fenomenologico semplice“, ha affermato Gnedin.
Sebbene il team fosse entusiasta di aver trovato così tanti candidati, i ricercatori guardano già con interesse a ciò che il loro algoritmo potrà fare con la prossima generazione di dati. “Sarà molto facile adattare l’algoritmo alle missioni future“, ha detto Chen. “Una volta che avremo i dati, sarà molto semplice applicarlo”.
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