Archeologia galattica: ecco come è nata la stella più antica della Via Lattea
La chiamano “stella di Keller”, dal nome dell’astronomo che l’ha scoperta, ed è la più antica stella conosciuta nella Via Lattea: 13.6 miliardi di anni. Una simulazione ne ricostruisce ora le origini, immediatamente successive a quella che fu la prima generazione di stelle.
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[media.inaf.it] A scoprirla è stata una coppia di astronomi australiani, Stefan Keller e Mike Bessell.

Ma per ricostruirne le remote origini, per capire dove e come s’è formata, ci voleva un chimico computazionale nato a Novara, cresciuto in Calabria, formatosi alla Sapienza e ora ricercatore postdoc in Germania, all’università di Gottinga.

Lei, oggetto dell’indagine, è la stella più vecchia di tutta la galassia: una vegliarda con 13.6 miliardi di anni sul groppone.

Lui invece, lo scienziato, si chiama Stefano Bovino, e insieme a tre colleghi, fra i quali un altro italiano, Tommaso Grassi, ricercatore postdoc in Danimarca, ha ricreato nei dettagli, con un supercomputer, l’habitat primordiale dal quale la “stella Matusalemme” ha avuto origine. Quindi ha premuto il tasto “play” e s’è messo a osservare che succedeva. I risultati sono ora pubblicati su The Astrophysical Journal Letters.

La “stella di Keller” (così la chiamano gli astronomi per comodità, visto che il nome vero sarebbe SMSS J031300.36-670839.3) è una cosiddetta “stella di seconda generazione”: nata dunque dalle ceneri delle prime stelle apparse nell’universo. Ceneri contenenti elementi pesanti, come carbonio, silicio, ossigeno e ferro. I primi elementi pesanti mai apparsi nel cosmo, sintetizzati dalle primissime supernove.

Grazie a Krome, a un tool sviluppato dagli stessi Bovino e Grassi in grado di risolvere l’evoluzione chimica e termica del gas, i ricercatori sono riusciti a simulare l’ambiente chimico successivo alla prima generazione di stelle, appena 150 milioni di anni dopo il Big Bang, ad alta risoluzione, e a seguirne l’evoluzione per diverse concentrazioni di elementi pesanti. Così da poter valutare quali fossero le migliori candidate per spiegare l’esistenza di stelle come quella di Keller, e ripercorrere la transizione fra prima e seconda generazione.

“In un ambiente primordiale, dove gli unici gas presenti sono idrogeno ed elio”, spiega Bovino, “a permettere il raffreddamento della nube che collassa è principalmente l’idrogeno molecolare. E questo può portare a temperature del gas nell’ordine del 200 Kelvin, dunque le masse stimate per le prime generazioni di stelle vanno dalle 10 alle 500 masse solari. Stelle assai massive, e con vita talmente breve che sarebbe impossibile osservarle oggi.

Quelle di seconda generazione, invece, essendosi formate con gas contenente anche elementi pesanti – che siano carbonio, ferro o silicio – possono raffreddarsi di più. Questo perché le transizioni elettroniche dei metalli riescono a raffreddare maggiormente il gas. E raffreddando di più il gas, il collasso può procedere ulteriormente, aumentando la frammentazione e dando così origine a stelle di piccola massa”.

Stelle di piccola massa come, appunto, quella di Keller, i cui elementi pesanti ebbero per fucina una supernova originata da una stella di prima generazione da circa 60 masse solari.

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