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La popolazione stellare della Via Lattea

La popolazione stellare della Via Lattea

#ViaLattea giovedì 21 ottobre 2021

Ultimo aggiornamento:2021-10-21T12:24:14Z

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Le popolazioni stellari della Via Lattea Nella Via Lattea, a seconda di dove guardiamo, troviamo stelle di tipo ed età diverse. Ecco un'analisi di cosa troviamo nelle varie zone della nostra galassia. Nella Via Lattea c’è una grande varietà di stelle, storicamente classificate come stelle di popolazione 1 e popolazione 2 in base alla posizione e al loro movimento. Oggi gli astrofisici hanno capito che questa classificazione è molto semplicistica perché ogni zona della Via Lattea, e probabilmente di tutte le galassie a spirale, ha una varietà stellare che non può essere raggruppata in sole due categorie. Vediamole zona per zona.
Per capire dove si trovano le zone di cui stiamo parlando, potete guardare l’approfondimento: Morfologia e zone della Via Lattea e l’approfondimento Cosa vediamo della Via Lattea

Popolazione stellare della Via Lattea
BracciaStelle supergiganti blu (tipo O), stelle supergiganti azzurre (tipo B), nebulose di idrogeno neutro, nebulose di idrogeno ionizzato
Disco:Tutti i tipi di stelle, nebulose planetarie
Alone più esternoAmmassi globulari poveri di metalli
Alone medioStelle subnane povere di metalli
Alone più internoAmmassi globulari ricchi di metalli, stelle nane ricche di metalli, stelle di tipo A
NucleoStelle giganti rosse, supergiganti blu massicce, stelle di Wolf-Rayet, nebulose di idrogeno neutro

Braccia a Spirali


Nelle braccia a spirali troviamo le stelle più giovani in assoluto.
Queste stelle sono molto vicine al piano del disco, in una fascia spessa circa 300 anni luce.
Sono le stelle più giovani e calde della Via Lattea: supergiganti di colore blu (tipo O) e di colore azzurro (tipo B).
In questa zona spiccano le peculiari stelle variabili Cefeidi.

Nelle braccia a spirale ci sono anche enormi nebulose di idrogeno neutro (H1) e ancora privo di qualsiasi attività stellare, e nebulose di idrogeno ionizzato (H2) rilasciato dalle numerose supergiganti blu e azzurre di cui le braccia sono ricche.

Le braccia esterne delle spirali sono l’unica zona della Via Lattea dove troviamo ancora queste grandi nebulose di idrogeno primordiale neutro.
Verso il centro del disco infatti, in un raggio di circa 3.000 anni luce dal nucleo, non ne troviamo più traccia.
Abbiamo parlato in dettaglio di questo tipo di nebulose qui: Nebulose diffuse: ricordi dell'universo primordiale


Disco


Nel disco della Via Lattea, cioè nella zona tra le spirali ed il nucleo, troviamo una grande omogeneità di tipi stellari: nessun tipo di stella prevale sull’altro.
Ci sono stelle di tutte le età e di tutte le dimensioni: stelle giovani, stelle anziane e stelle intermedie. Nane bianche, stelle come il Sole e stelle giganti.
Insomma stelle di tutti i tipi con età compresa tra 1 e 9 miliardi di anni.

Qui l’idrogeno neutro è terminato parecchio tempo fa, e non c’è traccia di nebulose diffuse come nelle braccia più esterne.
Tuttavia, anche se non troviamo nebulose di idrogeno neutro, troviamo invece parecchie nebulose planetarie: residui di stelle morenti, ad indicare che nel disco le stelle sono più anziane di quelle nelle spirali.
Abbiamo parlato delle nebulose planetarie e di come si formato in questo articolo: Nebulose planetarie: cosa sono e come si formano


Alone


Nell'alone della via lattea troviamo tre famiglie di oggetti, a seconda della distanza da nucleo galattico.

Nella zona più distante della bolla formata dall’alone, troviamo decine di ammassi globulari. L’alone è in assoluto l’unico posto dove troviamo questi oggetti così concentrati di stelle.
Ne conosciamo circa 200 e avvolgono tutta la via lattea.
Abbiamo parlato nel dettaglio degli ammassi globulari, di come si sono formati, e delle loro peculiari caratteristiche qui: Nascita ed evoluzione degli ammassi globulari

La distribuzione degli ammassi globulari è frazionata in due zone: una più esterna, di forma sferica, dove troviamo ammassi globulari poveri di metalli, e una più vicina alla galassia, di forma più piatta, con ammassi molto ricchi di metalli.

Al di la della metallicità, rimane il fatto che ogni ammasso contiene centinaia di stelle e tutte molte vecchie. E che al loro interno, la formazione stellare si è fermata circa 10 miliardi di anni fa, condannando se stessi e l’alone della Via Lattea a spegnersi lentamente ed inesorabilmente a mano a mano che si spengono le loro stelle.

Entrando verso l’interno dell’alone galattico, ancora a distanze elevate dal nucleo, troviamo stelle subnane molto povere di metalli.
Questo genere di stelle ha una dimensione simile a quella del Sole, ma al loro interno hanno poco metallo e quindi generano meno energia e rimangono molto poco luminose.

La distanza dal nucleo di questa zona è più o meno la stessa del Sole, anche se il Sole si trova immerso nel disco. Quindi possiamo vedere molte di queste esemplari anche vicino a noi.
Queste stelle sono molto più veloci del Sole e delle nostre vicine, ma incrociano il disco galattico come proiettili mantenendosi su orbite molto eccentriche.

Ancora più all’interno dell'alone, cioè nel rigonfiamento centrale appena fuori dal nucleogalattico, troviamo invece stelle nane ricche di metalli.
In questa zona ci sono anche stelle di tipo A, molto giovani, e questo indica che qui la formazione stellare è terminata poco tempo fa contrariamente a quanto è avvenuto nel resto dell’alone.

Ma che differenza c’è tra le stelle a bassa metallicità nella zona più esterna dell’alone e quelle ad alta metallicità nella zona più interna?
Il punto è che la metallicità di in una stella ci parla della sua età. Se una stella contiene un gran numero di elementi pesanti come ossigeno, carbonio o ferro, significa che deve essersi formata dai resti di una stella precedente, ed è quindi relativamente giovane.
Al contrario, una bassa metallicità indica una stella molto antica, che si è formata assieme alle prime stelle dell'universo, quando nella Via Lattea prevaleva l’idrogeno ed erano presenti pochissimi elementi pesanti.

Tutto ciò ci fa capire una cosa: che le stelle dell’alone sono si vecchie, ma invecchiano in modo diverso a mano a mano che ci allontaniamo dal nucleo.
Quelle più prossime al centro della via Lattea sono stelle vecchie e ricche di metalli, nate a loro volta da altre stelle che popolavano quella zona prima di loro: sono quindi stelle di seconda generazione.
Quelle più distanti invece, sono stelle povere di metalli, di prima generazione, e sono le prime ad essere comparse in quella zona.

E nel nucleo?


Nel nucleo della Via Lattea troviamo una concentrazione di stelle infernali e mostruose.
Intorno al buco nero supermassiccio che regna nel cuore della Via Lattea, ci sono stelle giganti rosse, supergiganti blu massicce, e stelle di Wolf-Rayet.

Sono tutte stelle molto grandi, con diametri decine di volte superiori a quelle del Sole, ma molto diverse tra loro. E si trovano tutte all’interno di un anello attorno al buco nero centrale: Sagittarius A*.

Le stelle nel nucleo della Via Lattea sono nate da una grande abbondanza di idrogeno, ma mentre le giganti rosse sono stelle enormi ma prossime alla morte, le supergiganti massicce e le stelle di Wolf-Rayet sono nel fiore della loro vita, ed emettono radiazioni incredibili.
I cosmologi fanno molta fatica a spiegare la presenza di queste stelle così giovani attorno ad un buco nero super massiccio, perchè la sua gravità avrebbe dovuto divorare tutto l’idrogeno prima che riuscisse ad addensarsi in stelle, soprattutto a distanze ravvicinate.

Il fatto che però siano tutte disposte ad anello attorno a Sagittarius A*, fa pensare che si siano formate proprio all’interno di un massiccio e compatto disco di accrescimento di gas attorno a quest’ultimo. E il fatto che abbiano tutte più o meno la stessa età fa pensare che siano nate durante uno starburst
Abbiamo spiegato cosa sono gli starburst in questo approfondomento: Cosa sono le galassie starburst

Questo fenomeno potrebbe ripetersi ancora, perché nei 400 anni luce intorno a Sagittarius A* è ancora presente un altro anello di gas primordiale.
Questo anello è enorme, e ha una densità molto vicina a quella necessaria per accendere la miccia della formazione stellare, con una massa pari a qualche milione di masse solari.
E’ una bomba ad orologeria che nei prossimi 250 milioni di anni potrebbe innescare un violento episodio di starburst che porterà ad una rapida formazione di centinaia di nuove stelle.

Nelle prossime notti serene, quando guarderete le stelle del cielo, riflettete sul fatto che a seconda di dove guarda il vostro occhio vedete stelle di natura e di età diversa, e che solo negli ultimi anni la loro distribuzione ha iniziato ad avere un senso per i cosmologi che cercano di capire come si sia evoluta la Via Lattea.


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