La Via Lattea inghiottì una galassia nana 11,8 miliardi di anni fa: la scoperta di Hubble

La Via Lattea non si è formata soltanto attraverso stelle nate al suo interno. Le osservazioni del telescopio spaziale Hubble hanno portato alla luce le prove che, circa 11,8 miliardi di anni fa, la giovane Galassia assorbì una galassia nana oggi chiamata Low-energy-Kraken-Heracles, o LKH. Si tratta della più antica grande fusione della Via Lattea identificata nella ricerca fornita e porta indietro di circa 1,8 miliardi di anni la storia documentata delle sue fusioni.

Le tracce sono nascoste negli ammassi globulari

La galassia scomparsa non ha lasciato una struttura intatta che gli astronomi possano fotografare. Ha però lasciato quelli che gli esperti considerano fossili stellari: gli ammassi globulari, gruppi molto densi e antichi di stelle capaci di conservare indizi sulla loro origine e sul periodo in cui si sono formati.

Davide Massari e i suoi colleghi hanno analizzato 39 ammassi globulari situati nella regione interna della Via Lattea, entro circa 20.000 anni luce dal centro galattico. Combinando i dati di Hubble con modelli statistici, hanno misurato l’età relativa degli ammassi e la loro metallicità, cioè l’abbondanza degli elementi più pesanti di idrogeno ed elio. Questo parametro riflette il livello di arricchimento chimico del gas da cui si sono formate le generazioni successive di stelle.

Quando i dati sono stati messi a confronto, gli ammassi non hanno formato un’unica popolazione continua. Si sono invece separati in tre sequenze età–metallicità:

• Ammassi della protogalassia della Via Lattea: la sequenza più antica, compatibile con ammassi formatisi nel nucleo originario della Galassia.
• Ammassi di Gaia-Sausage-Enceladus: una popolazione chimicamente distinta, collegata a una fusione avvenuta circa 10 miliardi di anni fa.
• La popolazione LKH: una sequenza non riconosciuta in precedenza, più antica degli ammassi associati a Gaia-Sausage-Enceladus ma più giovane di quelli nativi della protogalassia.

Proprio questa terza sequenza, coerente al suo interno, è l’indizio decisivo. Le sue età e la sua composizione chimica non coincidono né con la popolazione originaria della Via Lattea né con quella di Gaia-Sausage-Enceladus. L’interpretazione più solida è quindi che gli ammassi siano nati in una diversa galassia progenitrice, poi incorporata nella Via Lattea.

Come età e metallicità rivelano una galassia perduta

L’età di un ammasso globulare offre una collocazione nel tempo; la metallicità registra invece le condizioni chimiche dell’ambiente in cui le sue stelle sono nate. Una galassia che forma autonomamente i propri ammassi segue una particolare traiettoria evolutiva: ogni nuova generazione di stelle arricchisce il gas di elementi pesanti e lascia una firma riconoscibile.

Gli ammassi nati in un’altra galassia possono quindi conservare una storia chimica differente. Nel caso di LKH, la terza sequenza ha fornito entrambi gli indizi: una composizione caratteristica e una posizione distinta nella successione delle età rispetto agli ammassi nativi della Via Lattea e a quelli di Gaia-Sausage-Enceladus. La precisione delle misurazioni di Hubble ha reso possibile separare queste popolazioni.

Il gruppo di ricerca ha collegato 12 ammassi antichi a LKH, considerandoli il registro fossile superstite della galassia assorbita. La conclusione non si basa soltanto sulla posizione attuale o sul moto degli ammassi: riunisce età, composizione chimica e contesto dinamico per ricostruire una popolazione la cui galassia d’origine è ormai scomparsa.

LKH contribuì in modo significativo alla giovane Via Lattea

Secondo le stime, al momento della fusione LKH conteneva stelle con una massa complessiva pari a circa 500 milioni di volte quella del Sole. È una quantità simile alla massa stellare stimata per Gaia-Enceladus e indica che LKH fu un evento di accrescimento importante, non un incontro minore.

La fusione avvenne quando l’Universo aveva meno del 15% della sua età attuale, circa 2 miliardi di anni dopo il Big Bang secondo le fonti giornalistiche fornite. La fonte accademica indica invece un’epoca di circa 1,5 miliardi di anni dopo il Big Bang: la differenza riflette il diverso grado di precisione riportato, ma entrambe le ricostruzioni collocano l’evento nelle primissime fasi della storia della Via Lattea.

Una nuova storia per la formazione della Via Lattea

La scoperta rende più articolata l’origine della nostra Galassia. La Via Lattea primordiale crebbe attraverso la formazione interna di nuove stelle, ma ricevette anche una popolazione considerevole di stelle nate altrove quando inglobò LKH. Queste stelle importate finirono nella regione interna della Galassia insieme a quelle formatesi nella protogalassia e al materiale arrivato con fusioni successive.

Il risultato estende inoltre la cronologia delle principali fasi di assemblaggio della Via Lattea. Prima di questa ricerca, la storia delle fusioni era stata ricostruita con certezza fino all’evento Gaia-Sausage-Enceladus, risalente a circa 10 miliardi di anni fa nelle fonti fornite. LKH offre ora le prove di una fusione significativa ancora più antica: la Galassia era già in costruzione attraverso collisioni e incorporazioni quando l’Universo era appena nato.

Un esempio di archeologia galattica

La ricostruzione è un esempio di archeologia galattica, il campo che usa stelle longeve e ammassi stellari come archivi di eventi non più osservabili direttamente. Gli ammassi globulari possono sopravvivere alla distruzione mareale delle galassie progenitrici e conservare informazioni sull’età della loro formazione e sull’ambiente chimico d’origine. Raggruppando gli ammassi con storie simili, gli astronomi riescono a riconoscere frammenti di galassie smantellate miliardi di anni fa.

Il materiale fornito collega questo metodo, basato su età, metallicità e fossili dinamici, al più ampio lavoro di ricostruzione della Via Lattea riconosciuto dal Kavli Prize in Astrophysics del 2026. Le fonti disponibili, tuttavia, non specificano la motivazione ufficiale del premio né i nomi dei singoli vincitori: ulteriori dettagli andrebbero quindi oltre le prove fornite.

Cosa potrebbe scoprire ancora Hubble

La stessa tecnica potrebbe portare all’identificazione di altre fusioni antichissime. Nuove osservazioni di ammassi globulari ancora non studiati, soprattutto nelle regioni interne della Via Lattea — affollate e in parte oscurate dalla polvere — potrebbero rivelare ulteriori sequenze distinte di età e metallicità. Ognuna potrebbe rappresentare un altro sistema esterno assorbito durante la crescita iniziale della Galassia.

Le prove fornite non indicano specifici candidati per future fusioni. Stabilisco però una strategia promettente: leggere età e composizione chimica degli ammassi superstiti, separare le loro diverse storie di formazione e usare questi schemi per recuperare nuovi capitoli del passato della Via Lattea, altrimenti cancellati dal tempo.