RICERCA ITALIANA     

Astroarcheologia galattica: la via locale per la cosmologia

Università degli Studi di Trieste

Abstract

C'e' ancora molto da capire sulla formazione ed evoluzione delle galassie partendo dalle proprieta' stellari nell'universo locale e risalendo all'indietro fino ai primi stadi evolutivi, in una sorta di ricerca astroarcheologica. L'evoluzione stellare e' responsabile del progressivo arricchimento chimico del gas interstellare da cui si formeranno le generazioni stellari seguenti, un processo noto come evoluzione chimica delle galassie. Alcune stelle hanno tempi di vita confrontabili con l'eta' dell'universo e quindi rappresentano l'evidenza fossile della storia di formazione stellare e dell'arricchimento chimico nelle galassie. Per determinare accuratamente queste proprieta' abbiamo bisogno di studi osservativi dettagliati delle popolazioni stellari, in particolare di misurare le abbondanze chimiche e le eta' delle stelle e allo stesso tempo necessitiamo di modelli dettagliati di evoluzione galattica. Lo scopo di questo progetto e' di avanzare significativamente nello studio dell'evoluzione chimica e dinamica delle galassie del Gruppo Locale, per poter imporre dei vincoli importanti sul processo cosmologico di formazione delle galassie. Per fare cio' intendiamo mettere a punto modelli molto dettagliati per l'evoluzione della Via Lattea e delle altre galassie locali, che includono le galassie nane sferoidali, le galassie nane irregolari, le galassie spirali e le Nubi di Magellano. Allo >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Maria Francesca Matteucci Università degli Studi di TRIESTE

Obiettivo del Programma di Ricerca

Gli obiettivi finali di questo progetto sono: 1) costruire modelli piu' sofisticati per studiare l'evoluzione chimica e dinamica della Via Lattea e delle galassie del Gruppo Locale, 2) acquisire presso i piu' grandi telescopi dati relativi alle abbondanze chimiche e alle eta' delle stelle nelle galassie da usare per confronto coi risultati dei modelli. Da tale confronto ci aspettiamo di risolvere molte questioni ancora aperte relativamente alla formazione ed evoluzione delle galassie. In particolare, intendiamo mettere a punto un nuovo modello per l'evoluzione della Via Lattea, a partire da quello che gia' possediamo e che rappresenta gia' uno dei modelli piu' dettagliati che ci siano. Il nuovo modello dovra' spiegare le disomogeneita' chimiche iniziali nell'evoluzione dell'alone, la formazione separata di disco spesso e disco sottile (nel modello attuale il disco spesso e' considerato insieme all'alone) ed il bulge. Tutto cio' sara' fatto inserendo anche un numero maggiore di elementi chimici e considerando possibili leggi di accrescimento del gas derivate da simulazioni cosmologiche. Questo ci consentira' di verificare se la teoria cosmologica di formazione delle galassie e' compatibile con le proprieta' chimiche delle popolazioni stellari galattiche, nonche' di avere una legge di accrescimento priva di parametri liberi. Studieremo poi in dettaglio gli effetti delle fontane >>>

Risultati parziali attesi

I risultati attesi da questa ricerca si possono dividere in teoria ed osservazioni.

TEORIA:


-Studiando in dettaglio l'evoluzione dell'alone e del disco spesso della nostra Galassia tenendo conto di possibili disomogeneita' chimiche nelle prime fasi evolutive, ci aspettiamo di riprodurre la grande dispersione osservata nelle abbondanze degli elementi s ed r nelle stelle di bassissima metallicita', ed allo stesso tempo la bassa dispersione osservata negli elementi alfa. La nostra idea e' che piccole disomogeneita' accoppiate con i diversi progenitori stellari dei diversi elementi possan spiegare questa discrepanza. Il nostro scopo e' anche quello di riprodurre le due diverse distribuzioni stellari in funzione della metallicita' nell'alone e nel disco spesso, indicative di due processi diversi di formazione delle due strutture. Ci attendiamo anche di capire meglio l'evoluzione delle abbondanze di elementi la cui sintesi non e' ancora ben capita quali C, N, Al, Na, elementi del picco del Fe, elementi s ed r.


-Intendiamo derivare una legge di accrescimento dei barioni per le varie componenti galattiche (alone, disco spesso, disco sottile, bulge) che abbia basi cosmologiche e non abbia parametri liberi. In particolare intendiamo derivarla partendo dalla legge di accrescimento della materia oscura derivata da simulazioni cosmologiche usando GADGET2 (Springel 2005). Ci >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

La Galassia e l’ampia varieta‘ di galassie spirali e nane (sia con formazione stellare che quiescenti:dIrr, dSph) nel Gruppo Locale offrono due prospettive uniche e complementari per studiare i tipi di galassie piu‘ comuni nell’Universo locale e la loro evoluzione. L’arrivo sulla scena astronomica del VLT e dei telescopi della classe 10m ha dato luogo a progressi significativi nella spettroscopia sia degli ammassi aperti e globulari Galattici, sia di stelle individuali e del mezzo interstellare (PNe e regioni HII) nelle galassie del Gruppo Locale. Grazie a questi progressi, e‘ ora possibile ottenere e combinare informazioni importanti per classi di oggetti rappresentativi di diverse fasi evolutive e ricostruire su basi osservative le storie di arricchimento chimico delle galassie. Modelli raffinati per l'evoluzione chimica della Galassia che spiegano la maggior parte dei vincoli osservativi sono quelli di Chiappini et al.(2001), Portinari & Chiosi (1999), Boissier & Prantzos (1999), Alibes et al. (2001), Francois et al. (2004), Cescutti et al. (2006, 2007) e Ballero et al. (2007). Molti di questi modelli (ad esempio Alibes et al. 2001; Chiappini et al. 2001; Cescutti et al. 2007) sono basati sul modello originale di Chiappini, Matteucci & Gratton (1997) in cui si suggerisce che la nostra Galassia si sia formata a causa di due grandi eventi di accrescimento di gas, uno che ha formato l'alone stellare, il bulge e parte del disco spesso ed un >>>