Precis som arkeologer gräver i hopp om att hitta spår av det förflutna, en internationell grupp astrofysiker lyckades ta sig in i det tjocka molnet av damm runt Vintergatans centrum (även känd som utbuktningen) och upptäckte ursprungliga gasklumpar och stjärnor som aldrig tidigare setts. De döpte denna nya klass av stjärnsystem till "Bulge Fossil Fragments". En forskargrupp ledd av Francesco Ferraro (Institutionen för fysik och astronomi "Augusto Righi" vid universitetet i Bologna och medlem av National Institute for Astrophysics—INAF) genomförde en studie publicerad i Natur astronomi .

Forskare fick reda på den här nya klassen när de analyserade Liller 1. Den senare är ett stjärnsystem i Vintergatans utbuktning som i mer än 40 år har klassificerats som en "klothop, "dvs ett system som består av miljoner av samma åldrade stjärnor (Vintergatan har minst 150 klothopar). forskare observerade Liller 1 noggrant och fick reda på att dess verkliga identitet faktiskt är mer fascinerande än hittills trott. Verkligen, Liller 1 är ett fossilt fragment av en av de gigantiska stjärnklumparna som, för cirka 12 miljarder år sedan, slogs samman för att bilda Vintergatans centrala region (utbuktning).

"Våra resultat visar tydligt att Liller 1 inte är ett klotformigt kluster, men ett mycket mer komplext objekt, säger professor Francesco Ferraro, första författare och koordinator för studien. "Det är en stjärnrelik, ett fossilfynd som innehåller historien om Vintergatans formation."

Ett validerande resultat

Förekomsten av "kosmiska fynd" hade redan föreslagits när forskare upptäckte ett liknande föremål, Terzan 5, för några år sedan. Terzan 5 såg ut som en klotformig klunga i vår galaxbukta, men, vid en närmare analys, dess egenskaper överensstämde inte med de hos andra klotformade hopar.

Dock, ett isolerat fall är bara en spännande anomali. Det är därför Liller 1 är så viktig. Terzan 5 och Liller 1 delade funktioner bekräftar existensen av en ny klass av stjärnsystem som inte identifierats fram till idag.

Fossila fragment

Vilka egenskaper har Bulge Fossil Fragments? Dessa föremål är förklädda som klotformade kluster, men är fundamentalt olika, om man ser till åldern på stjärnorna som komponerar dem. Två stjärnpopulationer finns i dessa system:den ena är lika gammal som Vintergatan – den bildades för 12 miljarder år sedan – och den andra är mycket yngre. Å ena sidan, detta visar att dessa stjärnsystem uppträdde under Vintergatans tidiga bildningsstadier; å andra sidan, det visar att de kan framkalla flera händelser av stjärngenerering.

"Särdragen hos stjärnpopulationerna Liller 1 och Terzan 5 tyder på att båda systemen bildades samtidigt av Vintergatan, " förklarar en av författarna till studien, Barbara Lanzoni, Professor vid universitetet i Bologna och INAF-medlem. "Yngre stjärnpopulationer är rikare på järn och tenderar att samlas i de centrala delarna av utbuktningen. detta är i linje med ett sammanhang av självberikning där gasen som skjuts ut av äldre stjärnor bildar nya."

Bortom molnen

Att komma till dessa fynd var allt annat än lätt. Liller 1 ligger i en av de mest skydda områdena i vår galax, där tjocka moln av interstellärt damm dämpar stjärnljuset som gör det upp till 10, 000 gånger svagare. Det enda sättet att ta sig igenom dessa moln är infrarött ljus. Det är därför forskare valde Gemini South för att utföra inspektionen av Liller 1. Gemini South är ett kraftfullt teleskop med en diameter på 8 meter som kan kompensera för förvrängningar i stjärnbilder som orsakas av jordens atmosfär.

Skärpan i Gemini South-bilder är oöverträffad. Tack vare dessa otroliga bilder, forskare kunde göra en detaljerad preliminär analys av Liller 1 stjärnpopulationen. Trots denna preliminära analys, forskare hade fortfarande en del arbete att göra för att få en fullständig bild av sammansättningen av detta stjärnsystem. Verkligen, de behövde veta om alla stjärnorna som visas på bilderna tillhörde Liller 1, eller om några av dem helt enkelt var i samma synfält, men hörde inte till den. De lyckades lösa detta problem genom att tillgripa ytterligare observationer utförda genom rymdteleskopet Hubble.

"Efter att ha kombinerat de två uppsättningarna bilder, vi tog bort stjärnorna som inte tillhörde Liller 1 och fick till slut en tydlig och detaljerad bild av detta stjärnsystem, säger Cristina Pallanca, en forskare vid universitetet i Bologna och INAF-medlem som var medförfattare till studien. "Våra resultat överraskade oss:Liller 1 är värd för minst två stjärnpopulationer med dramatiskt olika åldrar, den äldsta har bildats för cirka 12 miljarder år sedan, samtidigt bildades Vintergatan; den andra, mycket yngre, som bildades för bara 1-2 miljarder år sedan."

En upptäckt som är anmärkningsvärt lik vad de fick reda på om Terzan 5, som på samma sätt är värd för en stjärnbefolkning lika gammal som Vintergatan och en mycket yngre (4,5 miljarder år).

"Upptäckten att Liller 1 och Terzan 5 delar mycket liknande egenskaper gjorde det möjligt att identifiera en ny klass av stjärnsystem härstammade från vissa förfäder som var tillräckligt massiva för att hålla kvar gasen som sprutades ut av supernovor. Det vi observerade är bara några fragment av dessa massiva strukturer, " tillägger Emanuele Dalessandro, en forskare vid INAF—Space Science Observatory (OAS) i Bologna och medförfattare till studien.

Detta bekräftade sedan existensen av Bulge Fossil Fragments, d.v.s. stjärnsystem som består av reliker av massiva urobjekt som, 12 miljarder år sedan, födde Vintergatan.

"Vintergatans historia är skriven i dessa fossila lämningar. De senare är tecken på en tidsålder under vilken universum var mycket ung, bara 1 miljard år gammal, " avslutar professor Ferraro. "Nu måste vi gå djupare. Tack vare upptäckten av dessa fossila lämningar kan vi börja läsa Vintergatans historia och kanske omdefiniera vår kunskap om utbuktningens bildande."

"En ny klass av fossila fragment från den hierarkiska sammansättningen av den galaktiska bulan, " är titeln på denna studie publicerad i Natur astronomi .