È stata pubblicata questo mese su The Astrophysical Journal, una ricerca contenente un nuovo catalogo di oltre 24 milioni di stelle, che rappresenta circa un centesimo di percentuale dei circa 240 miliardi di stelle nella Via Lattea. Segna una pietra miliare per Timothy Beers, il professore di fisica grace-Rupley a Notre Dame, che ha trascorso la maggior parte della sua carriera a pianificare ed eseguire indagini sempre più grandi sulle stelle per decifrare la formazione della galassia e la sua evoluzione chimica, un campo chiamato archeologia galattica, e che per questo catalogo ha lavorato assieme ai ricercatori dell'Università di Notre Dame e a collaboratori in Cina e Australia. I ricercatori hanno impiegato un nuovo approccio per misurare la luce di ogni stella per dedurre l'abbondanza di metalli pesanti come il ferro. Hanno anche misurato le loro distanze, movimenti ed età.
"L'abbondanza elementare di singole stelle traccia il profilo chimico della galassia della Via Lattea, da quando ha iniziato a formare stelle poco dopo il Big Bang fino ad oggi", ha dichiarato Beers. "La combinazione di queste informazioni con le distanze e i moti stellari, ci consente di limitare l'origine di diversi componenti nella galassia", ha continuato. "L'aggiunta di stime di età mette un 'orologio' sul processo, in modo da poter tracciare un quadro molto più completo dell'intero processo".
Precedenti lavori spettroscopici di Beers e collaboratori hanno fornito le informazioni per le decine di migliaia di stelle che sono state utilizzate per calibrare il nuovo approccio, basato su misurazioni fotometriche di precisione. La recente ricerca ha utilizzato grandi campioni fotometrici ottenuti con l'Australian SkyMapper Southern Survey e la missione satellitare europea Gaia per calibrare le stime di metallicità.
Fino a poco tempo fa, l'unico mezzo per ottenere stime accurate del contenuto di metalli pesanti, come il ferro, per un gran numero di stelle era prendere spettri a bassa e media risoluzione che potevano essere analizzati per estrarre queste informazioni. Il processo è stato lungo e scrupoloso.
Beers è più interessata alle stelle con le metallicità più basse, stelle molto povere di metalli con quantità di ferro inferiore all'1% rispetto a quella del sole, perché sono nate all'inizio della storia dell'universo, e quindi rivelano l'origine degli elementi nella tavola periodica. Nei primi anni 1980, quando Beers ha iniziato il suo lavoro, i ricercatori conoscevano solo circa 20 stelle molto povere di metalli. Questo nuovo catalogo porta il totale di ciò che Beers definisce "fossili del cielo notturno" a più di 500.000.
Contenente oltre 19 milioni di nane e cinque milioni di stelle giganti, il nuovo catalogo dovrebbe far progredire la conoscenza di come si è formata la Via Lattea in varie direzioni, ha spiegato Beers. Queste includono la caratterizzazione della struttura dei dischi galattici sottili/spessi (le componenti strutturali delle galassie a spirale), così come la popolazione di stelle e ammassi globulari che circondano la maggior parte delle galassie a disco, chiamato alone stellare. Il catalogo delle stelle aiuterà anche i ricercatori a identificare le tracce di stelle lasciate da galassie nane e ammassi globulari distrutti.