La probabile storia della Via Lattea

Un'accurata e completa ricostruzione della storia delle galassie simili alla nostra, mostra che tutte potrebbero aver avuto un boom di nascite stellari nelle fase iniziali, circa 10 miliardi anni fa ma il nostro Sole entrò scena molto più tardi.
Tuttavia, aver perso la festa non deve essere stato così male, anzi, potrebbe aver favorito la formazione dei pianeti nel nostro Sistema Solare.

Gli elementi più pesanti dell'idrogeno e dell'elio, infatti, sarebbero stati più abbondanti dopo il boom iniziale di nascita stellare, grazie alle stelle più massicce che finirono precocemente la loro vita arricchendo la galassia con nuovo materiale per la formazione dei pianeti e la vita sulla Terra.

Questo incredibile studio si basa su un enorme censimento indietro nel tempo. Gli astronomi sono arrivati a più di 10 miliardi di anni fa raccogliendo un catalogo di quasi 2.000 istantanee di galassie a spirale come la Via Lattea, ottenendo il quadro più completo mai avuto dei diversi stadi evolutivi. Le immagini coprono le lunghezze d'onda che vanno dall'infrarosso all'ultravioletto, combinando le osservazioni del Hubble e dello Spitzer della NASA, dell'osservatorio Herschel dell'ESA e di diversi telescopi terrestri tra cui il Magellan Baada Telescope presso l'Osservatorio Las Campanas in Cile.

Questa composizione di immagini è stata ripresa tra il 2010 e il 2012 con la Wide Field Camera 3 e l'Advanced Camera for Surveysdel del Telescopio Spaziale Hubble e mostra l'evoluzione delle galassie simili alla Via Lattea. La sequenza cronologica parte da destra. Man mano che "invecchiano", il loro colore passa dal blu, al giallo, al rosso.
Credit: NASA, ESA, C. Papovich / Texas A&M University, H. Ferguson / STScI, S. Faber / University of California, Santa Cruz and I. Labbe / Leiden University

"Questo studio ci permette di vedere ciò che la Via Lattea potrebbe essere stata in passato", ha detto Casey Papovich della Texas A&M University a College Station, autore principale del documento pubblicato su The Astrophysical Journal..
"Ciò dimostra che queste galassie hanno subito un grande cambimento nella massa delle loro stelle negli ultimi 10 miliardi di anni, aumentandola di dieci volte e ciò conferma le teorie sulla loro crescita. E la maggior parte di questa crescita di massa stellare è avvenuta nei primi 5 miliardi di anni dalla loro nascita".

ZFOURGE/CANDELS: On the Evolution of M* Galaxy Progenitors from z=3 to 0.5 [abstract]

Galaxies with stellar masses near M* contain the majority of stellar mass in the universe, and are therefore of special interest in the study of galaxy evolution. The Milky Way (MW) and Andromeda (M31) have present-day stellar masses near M*, at 5 × 10¹⁰ M _☉ (defined here to be MW-mass) and 10¹¹ M _☉ (defined to be M31-mass). We study the typical progenitors of these galaxies using the FOURSTAR Galaxy Evolution Survey (ZFOURGE). ZFOURGE is a deep medium-band near-IR imaging survey, which is sensitive to the progenitors of these galaxies out to z ~ 3. We use abundance-matching techniques to identify the main progenitors of these galaxies at higher redshifts. We measure the evolution in the stellar mass, rest-frame colors, morphologies, far-IR luminosities, and star formation rates, combining our deep multiwavelength imaging with near-IR Hubble Space Telescope imaging from Cosmic Near-IR Deep Extragalactic Legacy Survey (CANDELS), and Spitzer and Herschel far-IR imaging from Great Observatories Origins Deep Survey-Herschel and CANDELS-Herschel. The typical MW-mass and M31-mass progenitors passed through the same evolution stages, evolving from blue, star-forming disk galaxies at the earliest stages to redder dust-obscured IR-luminous galaxies in intermediate stages and to red, more quiescent galaxies at their latest stages. The progenitors of the MW-mass galaxies reached each evolutionary stage at later times (lower redshifts) and with stellar masses that are a factor of two to three lower than the progenitors of the M31-mass galaxies. The process driving this evolution, including the suppression of star formation in present-day M* galaxies, requires an evolving stellar-mass/halo-mass ratio and/or evolving halo-mass threshold for quiescent galaxies. The effective size and SFRs imply that the baryonic cold-gas fractions drop as galaxies evolve from high redshift to z ~ 0 and are strongly anticorrelated with an increase in the Sérsic index. Therefore, the growth of galaxy bulges in M* galaxies corresponds to a rapid decline in the galaxy gas fractions and/or a decrease in the star formation efficiency.

Ed eccola, la probabile storia evolutiva della Via Lattea raccontata con un'animazione di pochi secondi!