Le stelle con un bassissimo contenuto di elementi chimici sono considerate le più antiche stelle della Via Lattea. Si sono formate dal gas arricchito di ossigeno, carbonio, ferro, zinco… derivanti dall’esplosione delle primissime stelle poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang.
Studiare questi veri e propri “fossili”, che hanno codificate nella loro atmosfera le prime fasi dell’evoluzione chimica dell’Universo, è il compito del progetto NEFERTITI (NEar-FiEld cosmology: ReTacing Invisible Times) dell’Università di Firenze, premiato nel 2018 con un importante finanziamento europeo (starting grant) dell’European Research Council (ERC).
Da una ricerca pubblicata su Astronomy & Astrophysics – di cui è primo autore David Aguado, post-doc dell’Università di Firenze nel progetto NEFERTITI (ora all’Istituto Astrofisico delle Canarie) – emergono nuove conoscenze sulla stella SMSS1605-1443, scoperta nel 2018 e identificata come una delle prime stelle della galassia. Grazie allo sforzo congiunto di diversi gruppi di ricerca europei (provenienti da Spagna, Italia, Francia, Portogallo e Svizzera) fra cui quello dell’Ateneo fiorentino e all’utilizzo dello spettrografo Espresso, in grado di operare con uno qualsiasi dei quattro telescopi del Very Large Telescopy (VLT) in Cile, è stato possibile comprendere l’origine quasi primordiale di questo gioiello dell’archeologia stellare. Principal investigator del programma di ricerca è stato Paolo Molaro, astronomo dell’ Istituto Nazionale di Astrofisica INAF-Trieste [“On the pristine nature of SMSS 1605-1443 revealed by Espresso” DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202245392 ].
“È stata una vera sorpresa – spiega David Aguado – scoprire che questa stella era in realtà una stella doppia (o binaria), cosa non prevista e che impone una revisione della teoria di formazione delle prime stelle”. Lo spettrografo Espresso, grazie alla sua elevata precisione, ha infatti permesso di seguire le piccole variazioni di velocità di questa stella dovute al suo moto orbitale intorno a una stella compagna, che rimane comunque sconosciuta.
L’alta risoluzione dello strumento ha consentito anche un’analisi dettagliata della composizione relativa degli isotopi del Carbonio che hanno fornito nuove informazioni sull’origine della stella. Elisabetta Caffau, astronoma italiana che lavora all’Osservatorio di Parigi, spiega: “La chiave ci è stata fornita dal rapporto tra Carbonio-12 e Carbonio-13. La quantità relativa di questi due isotopi dimostra che i processi interni della stella non hanno alterato la composizione dell’atmosfera che rimane quindi assolutamente originale. È come avere un campione intatto dell’ambiente in cui questa stella si è formata decine di miliardi di anni fa”.
“In altre parole – afferma Stefania Salvadori, docente di Astronomia e astrofisica all’Università di Firenze, Principal investigator del progetto ERC NEFERTITI e co-autrice del lavoro – di fronte ad un sistema binario, potevamo ipotizzare che il contenuto chimico della stella visibile potesse provenire dalla stella invisibile, invece che dall’esplosione come supernovae delle primissime stelle. Ma le analisi realizzate con Espresso – aggiunge la docente del Dipartimento di Fisica e Astronomia – ci dicono che non è andata così e la scarsa produzione di Carbonio 13 ci informa su quali siano le caratteristiche delle prime supernovae che hanno inquinato l’ambiente di formazione di questa stella con i loro prodotti chimici: si trattava di stelle con poca energia di esplosione”.
