Cosmic Oddity: Rara seconda generazione di stella trovata al di là della Via Lattea

La prima generazione di stelle ha cambiato radicalmente l'universo fondendo elementi semplici come idrogeno ed elio in elementi più complessi nei loro nuclei, disperdendo questi elementi nello spazio alla loro morte, elementi che ora fanno parte della Terra e degli esseri viventi. Recentemente, gli scienziati hanno scoperto una stella di seconda generazione proveniente da un'altra galassia, offrendo un'idea unica sui primi processi di formazione degli elementi nelle galassie al di là della Via Lattea.

L'universo è stato per sempre cambiato dalla prima generazione di stelle. Nei loro nuclei, idrogeno ed elio di base si sono fusi in una vasta gamma di elementi. Quando queste stelle hanno raggiunto la fine, sono esplose, disperdendo questi nuovi elementi attraverso il cosmo. Il ferro nelle tue vene, il calcio nei tuoi denti e il sodio che alimenta i tuoi pensieri sono nati nel cuore di una stella ormai morta da tempo.

Finora nessuno è riuscito a trovare una di quelle prime generazioni di stelle, ma gli scienziati hanno annunciato una scoperta unica: una stella della seconda generazione originariamente formata in una galassia diversa dalla nostra.

"Questa stella fornisce uno sguardo unico sul processo di formazione dei primi elementi nelle galassie diverse dalla nostra", ha detto Anirudh Chiti, un ricercatore post-dottorato dell'Università di Chicago e primo autore di un articolo che annuncia le scoperte. "Abbiamo un'idea di come appaiano queste stelle che sono state arricchite chimicamente dalle prime stelle nella Via Lattea, ma non sappiamo ancora se alcune di queste firme siano uniche, o se le cose siano andate in maniera simile in altre galassie."

L'articolo è stato pubblicato di recente su Nature Astronomy.

Chiti si specializza in quella che viene chiamata archeologia stellare: Ricostruire come le prime generazioni di stelle hanno cambiato l'universo. "Vogliamo capire quali fossero le proprietà di quelle prime stelle e quali elementi hanno prodotto," ha detto Chiti.

Ma nessuno è ancora riuscito a vedere direttamente queste stelle di prima generazione, se ne resta qualcuna nell'universo. Invece, Chiti e i suoi colleghi cercano stelle che sono nate dalle ceneri di quella prima generazione.

La Grande Nube di Magellano, una galassia che è caduta nella nostra miliardi di anni fa, potrebbe aiutare a rivelare come l'universo si sia evoluto in altre regioni. Sopra, immagini della Nube scattate in luce infrarossa. Credito: NASA/JPL

È un lavoro difficile, perché anche la seconda generazione di stelle è ormai incredibilmente antica e rara. La maggior parte delle stelle nell'universo, incluso il nostro sole, sono il risultato di decine o migliaia di generazioni, accumulando sempre più elementi pesanti ogni volta. "Forse meno di 1 stella su 100.000 nella Via Lattea è una di queste stelle di seconda generazione," ha detto. "Davvero stiamo cercando un ago in un pagliaio."

Ma vale la pena ottenere istantanee di come l'universo appariva in passato. "Nei loro strati esterni, queste stelle conservano gli elementi vicino al luogo in cui sono state formate," ha spiegato. "Se riesci a trovare una stella molto antica e ottenere la sua composizione chimica, puoi capire qual era la composizione chimica dell'universo dove quella stella è stata formata, miliardi di anni fa."

Per questo studio, Chiti e i suoi colleghi hanno puntato i loro telescopi su un bersaglio insolito: le stelle che compongono la Grande Nube di Magellano.

La Grande Nube di Magellano è una vasta distesa di stelle visibile a occhio nudo nell'emisfero meridionale. Ora pensiamo che fosse una volta una galassia separata catturata dalla gravità della Via Lattea solo pochi miliardi di anni fa. Questo la rende particolarmente interessante perché le sue stelle più antiche sono nate al di fuori della Via Lattea, dando agli astronomi la possibilità di apprendere se le condizioni nell'universo primordiale apparivano tutte uguali, o se erano diverse in altri luoghi.

I Telescopi Magellano presso l'Osservatorio di Las Campanas in Cile, che gli scienziati hanno usato per mappare il profilo elementare delle antiche stelle. Credito: Istituto Carnegie per la Scienza

Gli scienziati hanno cercato prove di queste stelle particolarmente antiche nella Grande Nube di Magellano e ne hanno catalogate dieci, prima con il satellite Gaia dell'Agenzia Spaziale Europea e poi con il Telescopio Magellano in Cile.

Una di queste stelle spiccava subito come un'anomalia. Conteneva molto, molto meno di elementi più pesanti rispetto a qualsiasi altra stella finora vista nella Grande Nube di Magellano. Questo significa che probabilmente è stata formata dopo la prima generazione di stelle, quindi non aveva ancora accumulato elementi più pesanti nel corso delle ripetute nascite e morti stellari.

Mappando i suoi elementi, gli scienziati sono rimasti sorpresi nel vedere che conteneva molto meno carbonio rispetto al ferro rispetto a quanto osserviamo nelle stelle della Via Lattea.

"È stato molto intrigante, e suggerisce che forse l'incremento di carbonio della più antica generazione, come osserviamo nella Via Lattea, non fosse universale," ha detto Chiti. "Dovremo fare ulteriori studi, ma suggerisce che ci sono differenze da luogo a luogo."