I metalli pesanti stellari possono mappare l’evoluzione della Via Lattea e di altre Galassie


Vari metalli pesanti con firme uniche a lunghezza d’onda sono prodotti in un’esplosione a seguito di una fusione di stelle di neutroni binarie. Questi metalli sono poi incorporati in stelle appena formanti dove le loro firme possono essere osservate. Credito: Università di Tokyo, NAOJ

Gli astronomi hanno catalogato i segni di 9 metalli pesanti nella luce infrarossa da stelle supergiganti e giganti. Nuove osservazioni basate su questo catalogo aiuteranno i ricercatori a capire come eventi come le fusioni di stelle di neutroni binari hanno influenzato la composizione chimica e l’evoluzione della nostra Via Lattea e di altre galassie.

Subito dopo il Big Bang, l’Universo conteneva solo idrogeno ed elio. Altri elementi si formarono in seguito attraverso la fusione nucleare in stelle o eventi violenti come le supernove o le fusioni di stelle di neutroni binarie. Tuttavia, i dettagli dei vari processi e i relativi contributi sono ancora poco compresi. Una migliore comprensione dell’evoluzione chimica delle galassie è importante per capire come è nato l’ambiente ricco di pianeti come la Terra. In particolare, i metalli più pesanti del nichel possono essere utilizzati per tracciare eventi violenti come le fusioni di stelle di neutroni binari.

Un team di ricerca composto da membri dell’Università di Tokyo, dell’Università di Kyoto Sangyo e NAOJ ha usato lo spettrografo a infrarossi vicino WINERED sul telescopio Araki da 1,3 m dell’Osservatorio Astronomico di Koyama a Kyoto in Giappone per cercare segni di metalli pesanti in 13 stelle supergiganti e giganti. Grandi, luminose stelle supergiganti e giganti sono facili da osservare, anche lontano; e la luce infrarossa ha il vantaggio che può ancora essere osservata nelle regioni in cui la materia interstellare blocca la luce visibile.

Ogni elemento presente in una stella produce una “firma” distinta nella luce della stella assorbendo specifiche lunghezze d’onda della luce. Il team ha confrontato lo spettro, le informazioni dettagliate sulla lunghezza d’onda, di ogni stella con librerie contenenti dozzine di linee di assorbimento teoricamente previste e ha scoperto che 23 linee prodotte da 9 elementi che vanno dallo zinco al disprosio potevano effettivamente essere osservate.

Sulla base di questi risultati, gli astronomi possono ora misurare i livelli di questi metalli pesanti in altre stelle per mappare la diversità chimica e l’evoluzione della Via Lattea e di altre galassie.

Questi risultati sono stati pubblicati online come Matsunaga et al. “Identificazione delle linee di absorption di metalli pesanti nella Wavelength Range 0,97-1,32 sm” su The Astrophysical Journal Supplement Series l’8 gennaio 2020.

Riferimento: “Identificazione delle linee di assorbimento dei metalli pesanti nella gamma di lunghezze μd’onda 0,97–1,32 m” di Noriyuki Matsunaga, Daisuke Taniguchi, Mingjie Jian, Yuji Ikeda, Kei Fukue, Sohei Kondo, Satoshi Hamano, Hideyo Kawakita, Naoto Kobayashi, Shogo Otsubo, Hiroaki Sameshima, Keiichi Takenaka, Takuji Tsujimoto, Ayaka Watase, Chikako Yasui e Tomohiro Yoshikawa, 8 gennaio 2020. The Astrophysical Journal Supplement Series
DOI: 10.3847/1538-4365/ab5c25