Gaia osserva stelle bizzarre nel più dettagliato studio della Via Lattea mai pubblicato

Gaia è una missione dell'ESA con l'obiettivo di creare la mappa multidimensionale più precisa e completa della Via Lattea, per consentire agli astronomi e alle astronome di ricostruire la struttura e l'evoluzione passata della nostra galassia in un arco di tempo di miliardi di anni e di comprendere meglio il ciclo di vita delle stelle e il nostro posto nell'Universo.

Quali sono le novità del catalogo Gaia Data Release 3?

Il catalogo Gaia Data Release 3 contiene dettagli nuovi e approfonditi relativi a quasi due miliardi di stelle della nostra galassia. Il catalogo comprende nuove informazioni, tra cui composizioni chimiche, temperature, colori, masse ed età delle stelle, nonché la velocità con la quale si avvicinano o si allontanano da noi (velocità radiale). La maggior parte delle informazioni è stata rilevata dai dati appena pubblicati relativi alla spettroscopia, una tecnica che seziona la luce stellare nei suoi elementi costituenti, come se si trattasse di un arcobaleno. Tra i dati rientrano anche sottoinsiemi speciali di stelle, come quelle che cambiano luminosità nel corso del tempo.

Inoltre, questa nuova serie di dati riporta il più ampio catalogo mai compilato di stelle binarie, migliaia di oggetti del Sistema Solare, quali asteroidi e lune planetarie, milioni di galassie e quasar all'esterno della nostra Via Lattea.

Gaia sees starquakes
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Terremoti stellari

Una delle scoperte più sorprendenti emerse dai nuovi dati è che Gaia è in grado di rilevare i terremoti stellari, ovvero piccoli movimenti sulla superficie di una stella, che modificano la forma delle stelle, attività per la quale l'osservatorio non era stato concepito in origine.

In precedenza, Gaia aveva già rilevato oscillazioni radiali che fanno sì che le stelle si espandano e si comprimano ciclicamente, pur mantenendo la forma sferica. Ma adesso Gaia ha individuato anche altre vibrazioni, più simili a tsunami su vasta scala. Queste oscillazioni non radiali modificano la forma complessiva di una stella e sono quindi più difficili da rilevare.

Gaia ha rilevato forti moti (o movimenti) non radiali in migliaia di stelle, anche in quelle raramente osservate in precedenza. Secondo la teoria attuale, queste stelle non dovrebbero subire terremoti, cosa che invece Gaia ha smentito.

"I terremoti stellari ci insegnano molto sulle stelle, in particolare sul loro funzionamento interno. Gaia sta aprendo una miniera d'oro per la cosiddetta 'astrosismologia' delle stelle massicce", afferma Conny Aerts della KU Leuven in Belgio, membro della collaborazione Gaia.

The chemistry of our Milky Way
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Il DNA delle stelle

Il materiale di cui sono fatte le stelle può dirci dove sono nate e dove hanno viaggiato, e quindi la storia della Via Lattea. Con la pubblicazione dei dati odierni, Gaia sta tracciando la più estesa mappa chimica della galassia associata a movimenti 3D, dagli oggetti più vicini a noi fino alle galassie più piccole che circondano la nostra.

Alcune stelle contengono più "metalli pesanti" di altre. Durante il Big Bang si sono formati solo elementi leggeri (idrogeno ed elio). Tutti gli altri elementi più pesanti, che in astronomia sono chiamati metalli, vengono generati all'interno delle stelle. Quando le stelle muoiono, rilasciano questi metalli nel gas e nella polvere interstellare, il cosiddetto mezzo interstellare, dal quale si formano nuove stelle. La formazione e la morte delle stelle determinano la nascita di un ambiente più ricco di metalli. Pertanto, la composizione chimica di una stella è un po' come il suo DNA, e ci fornisce informazioni essenziali sulla sua origine. 

Con Gaia, notiamo che alcune stelle della nostra galassia sono composte da materiale primordiale, mentre altre, come il nostro Sole, sono fatte di materia arricchita da generazioni precedenti di stelle. Le stelle più vicine al centro e al piano della nostra galassia sono più ricche di metalli rispetto a quelle che si trovano a distanze maggiori. Gaia ha anche identificato stelle appartenenti a galassie diverse dalla nostra in base alla loro composizione chimica.

"La nostra galassia è un meraviglioso crogiolo di stelle", afferma Alejandra Recio-Blanco dell'Observatoire de la Côte d'Azur in Francia, membro della collaborazione Gaia. 

"Questa diversità è estremamente importante, perché ci racconta la storia della formazione della nostra galassia. Rivela i processi di migrazione all'interno della nostra galassia e di accrescimento da galassie esterne. Dimostra inoltre chiaramente che il nostro Sole e  di conseguenza noi,  apparteniamo a un sistema in continua evoluzione, formatosi grazie all’assemblaggio di stelle e gas di diversa origine”.

Stelle binarie, asteroidi, quasar e altro ancora

Altri documenti pubblicati oggi testimoniano la portata e il potenziale delle scoperte di Gaia. Un nuovo catalogo di stelle binarie presenta la massa e l'evoluzione di oltre 800 mila sistemi binari, mentre una nuova indagine sugli asteroidi, che comprende 156 mila corpi rocciosi, analizza più a fondo l'origine del nostro Sistema solare. Gaia sta anche rivelando informazioni su 10 milioni di stelle variabili, su misteriose macromolecole presenti nel gas tra le stelle, nonché su quasar e galassie lontane.

"A differenza di altre missioni mirate a oggetti specifici, Gaia è una missione di ricerca. Ciò significa che Gaia, pur scandagliando più volte l'intero cielo con miliardi di stelle, è destinata a fare scoperte che ad altre missioni più specializzate sfuggirebbero. Questo è uno dei suoi punti di forza e non vediamo l'ora che la comunità astronomica analizzi i nuovi dati per scoprire sulla nostra galassia e sui suoi dintorni ancora più di quanto avremmo potuto immaginare", afferma Timo Prusti, Scienziato di progetto per Gaia presso l'ESA.

Note per i redattori

Maggiori dettagli su Gaia Data Release 3 sono disponibili qui: https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/data-release-3 

A partire dal 13 giugno 2022, alle 12:00 CEST, i nuovi dati di Gaia saranno accessibili all'indirizzo https://gea.esac.esa.int/archive/

Il catalogo Gaia Data Release 3 è stato presentato oggi nel corso di una conferenza stampa virtuale all'indirizzo https://www.esa.int/ESA_Multimedia/ESA_Web_TV 

Questo media kit riassume i dati in una serie di infografiche: https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Gaia/Gaia_data_release_3_media_kit 

Una serie di articoli scientifici in cui vengono descritti i dati e il processo di convalida verrà pubblicata in un numero speciale della rivista Astronomy & Astrophysics: https://www.cosmos.esa.int/web/gaia/dr3-papers