Nuovo Catalogo Stellare del Centro Galattico: 84 Milioni di Stelle!

Questa sorprendente veduta della zona centrale della Via Lattea è stata ottenuta dal telescopio per survey VISTA all'Osservatorio del Paranal dell'ESO, in Cile. Questa enorme immagine, di 108200 per 81500 pixel, per un totale di 9 miliardi di pixel, è stata ottenuta combinando migliaia di singole immagini di VISTA, prese attraverso tre diversi filtri infrarossi, per formare un unico imponente mosaico. I dati provengono dalla survey pubblica VVV e sono stati usati per studiare un numero di stelle nella zona centrale della Via Lattea molto maggiore di quanto mai fatto finora. Questa immagine è troppo grande per essere ben visualizzata a piena risoluzione e si apprezza meglio utilizzando lo zoom. Crediti: ESO/VVV Consortium/ Ignacio Toledo, Martin Kornmesser

Utilizzando un'impressionante immagine da nove miliardi di pixel ottenuta dal telescopio infrarosso per survey VISTA all'Osservatorio di Paranal dell'ESO, un'equipe internazionale di astronomi ha prodotto un catalogo di più di 84 milioni di stelle, nella zona centrale della Via Lattea. Questa gigantesca collezione di dati contiene un numero di stelle più di dieci volte maggiore rispetto agli studi precedenti e rappresenta un significativo passo avanti per la comprensione della galassia in cui abitiamo. Questa immagine fornisce a chi la guarda una visuale incredibile, con la possibilità di ingrandimento, sulla zona centrale della nostra galassia. È così grande che, se la si stampasse con la risoluzione tipica per un libro, sarebbe lunga 9 metri e alta 7.
 
"Osservando in dettaglio la miriade di stelle che circonda il centro della Via Lattea possiamo imparare molto sulla formzione ed evoluzione non solo della nostra galassia, ma delle galassie a spirale in generale", spiega Roberto Saito (Pontificia Universidad Católica de Chile, Universidad de Valparaíso e The Milky Way Millennium Nucleus, Cile), autore principale dello studio.

La maggior parte delle galassie a spirale, tra cui la nostra ospite, la Via Lattea, presentano una grande concentrazione di stelle molto vecchie che circonda il centro, chiamato dagli astronomi rigonfiamento galattico. Capire la formazione e l'evoluzione del rigonfiamento della Via Lattea è fondamentale per comprendere la galassia nella sua interezza. Non è facile però ottenere osservazioni dettagliate di questa regione.

"Le osservazioni del rigonfiamento galattico della Via Lattea sono molto difficili perchè il rigonfiamento risulta oscurato dalla polvere" dice Dante Minniti (Pontificia Universidad Catolica de Chile, Cile), coautore dello studio. "Per penetrare nel cuore della galassia dobbiamo osservare in luce infrarossa, che viene meno influenzata dalla polvere".

Questa spettacolare veduta confronta un mosaico enorme in luce infrarossa dal telescopio per survey VISTA e un mosaico della stessa regione in luce visibile ottenuto da un piccolo telescopio. Poichè VISTA ha una fotocamera sensibile alla luce infrarossa può vedere attraverso gran parte della polvere che oscura la luce visibile e mostra la moltitudine di stelle della zona centrale della Via Lattea. Crediti: ESO/VVV Consortium/Nick Risinger (skysurvey.org)/ Ignacio Toledo, Martin Kornmesser

Il grande specchio, l'ampio campo di vista e i rivelatori infrarossi molto sensibili del telescopio VISTA (Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy) da 4,1 metri di diametro lo rendono il miglior strumento per questo scopo. L'equipe di astronomi utilizza dati del programma VVV (VISTA Variables in the Via Lactea), una delle sei survey pubbliche effettuate con VISTA. I dati sono stati usati per creare una monumentale immagine a colori di 108200 per 81500 pixel, per un totale di nove miliardi di pixel. Questa è una delle più grandi immagini astronomiche mai realizzate. L'equipe ha ora utilizzato questi dati per compilare il più grande catalogo mai prodotto delle concentrazioni di stelle nel cuore della Via Lattea.

L'immagine utilizzata in questo lavoro si estende per circa 315 gradi quadrati di cielo (un pò meno dell'1% dell'intero cielo); le osservazioni sono state effettuate utilizzando tre diversi filtri infrarossi. Il catalogo elenca le posizioni delle stelle e la loro luminosità misurata attraverso i diversi filtri; contiene circa 173 milioni di oggetti, di cui circa 84 milioni sono stati confermati come stelle. Gli altri oggetti erano o troppo deboli o confusi con i loro vicini o disturbati da altri effetti, in modo tale che non era possibile effettuare misure precise. Altri ancora erano oggetti estesi come per esempio le galassie lontane.

Immagine della regione della Via Lattea che è stata osservata dall'indagine. La vedete nel riquadro rosso. Ci sono due famose costellazioni segnate per aiutare a trovarla. Credit: ESO

Per aiutare l'analisi di questo catalogo enorme viene rappresentata graficamente la magnitudine di ciascuna stella in funzione del colore, in quello che si chiama diagramma colore-magnitudine. Questo grafico, realizzato per la prima volta per l'intero rigonfiamento galattico, contiene un numero di stelle più di dieci volte maggiore di quello degli studi precedenti. I diagrammi colore-magnitudine sono strumenti importanti usati spesso dagli astronomi per studiare le diverse proprietà fisiche delle stelle, come temperatura, massa ed età. Il diagramma colore-magnitudine è un grafico della luminosità apparente di un insieme di oggetti in funzione del loro colore. Il colore è misurato confrontando la brillantezza degli oggetti osservati attraverso diversi filtri. È simile a un diagramma di Hertzsprung-Russell (HR), nel quale però è utilizzata la luminosità (o magnitudine assoluta) piuttosto che la luminosità apparente e perciò è necessario conoscere anche le distanze delle stelle.

Questo diagramma mostra la magnitudine di più di 84 milioni di stelle della zona centrale della Via Lattea in funzione del loro colore, misurato da molte immagini di VISTA prese durante la survey VVV. Questa è la prima volta che un simile grafico viene realizzato per l'intero rigonfiamento Galattico: è il più ricco diagramma colore-magnitudine mai realizzato. Le stelle più brillanti si trovano verso l'alto mentre le più deboli verso il basso, le stelle più rosse sono verso destra e quelle più blu a sinistra. La maggior parte delle stelle si trova nella regione gialla, un numero inferiore nella zona blu del diagramma. Le giganti rosse più evolute sono in alto a destra mentre le nane pìu deboli in basso. Crediti: ESO/VVV Consortium

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Ogni stella occupa, in ogni momento della propria vita, una regione precisa in questo diagramma che dipende da quanto la stella è brillante e calda. Poichè i nuovi dati ci offrono un'istantanea di tutte le stelle in un colpo solo, possiamo censire tutte le stelle in questa zona della Via Lattea", spiega Dante Minniti.

Il nuovo diagramma colore-magnitudine del rigonfiamento galattico contiene una miniera di informazioni sulla struttura e sul contenuto della Via Lattea. Un risultato interessante svelato con i nuovi dati è il grande numero di nane rosse poco luminose. Queste sono ottimi candidati per la ricerca con il metodo del transito di nuovi esopianeti di piccole dimensioni.

Il metodo del transito per trovare pianeti si basa sulla piccola diminuzione di luminosità di una stella che si verifica quando un pianeta le passa davanti e blocca parte della sua luce. Le piccole dimensioni delle stelle nane rosse, di solito di tipo spettrale K o M, consentono una maggiore variazione di luminosità al passaggio di pianeti di piccola massa, rendendo così più facile la ricerca di pianeti.

"Uno dei punti importanti del programma VVV è che è una delle survey pubbliche di VISTA effettuate dall'ESO. Questo significa che rendiamo pubblici tutti dati attraverso l'archivio dell'ESO: ci aspettiamo perciò molti altri risultati interessanti da questa grande risorsa," conclude Roberto Saito.

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