Per molto tempo si è creduto che la Via Lattea si fosse formata gradualmente. Nel 1962, Olin Eggen, Donald Linden-Bell e Allan Sandage proposero un'ipotesi che divenne nota come modello ELS (dal nome delle lettere iniziali dei loro cognomi). Secondo lei, una volta una nuvola di gas omogenea ruotò lentamente al posto della Via Lattea. Somigliava a una palla e raggiungeva circa 300mila anni luce di diametro, ed era costituito principalmente da idrogeno ed elio. Sotto l'influenza della gravità, la protogalassia si ridusse e divenne piatta; allo stesso tempo, la sua rotazione è notevolmente accelerata.
Per quasi due decenni, questo modello è stato adatto agli scienziati. Tuttavia, nuovi risultati osservativi hanno mostrato che la Via Lattea non avrebbe potuto sorgere come dettato dai teorici.
Secondo questo modello, si forma prima un alone e poi un disco galattico. Tuttavia, ci sono anche stelle molto antiche nel disco, ad esempio la gigante rossa Arturo, la cui età è di oltre dieci miliardi di anni, o numerose nane bianche della stessa età.
Sono stati trovati ammassi globulari sia nel disco galattico che nell'alone che sono più giovani di quanto suggerisce il modello ELS. Ovviamente sono stati assorbiti dalla nostra Galassia in seguito.
Molte stelle nell'alone ruotano in una direzione diversa rispetto alla Via Lattea. Forse anche loro una volta erano fuori dalla Galassia, ma poi sono stati trascinati in questo "vortice stellare" - come un nuotatore accidentale in un vortice.
Nel 1978, Leonard Searle e Robert Zinn hanno proposto il proprio modello per la formazione della Via Lattea. È stato designato come il "modello SZ". Ora la storia della Galassia è diventata molto più complicata. Fino a poco tempo, la sua giovinezza, nella mente degli astronomi, era descritta semplicemente come secondo l'opinione dei fisici: movimento di traslazione rettilineo. La meccanica di ciò che stava accadendo era chiaramente visibile: c'era una nuvola omogenea; consisteva solo nel diffondere uniformemente il gas. Niente, per la sua presenza, ha complicato i calcoli dei teorici.
Ora, invece di un'unica enorme nuvola nelle visioni degli scienziati, apparvero contemporaneamente diverse piccole nuvole sparse in modo fantasioso. Tra loro c'erano le stelle; tuttavia, si trovavano solo nell'alone. Tutto all'interno dell'aureola ribolliva: le nuvole si scontrarono; le masse di gas sono state miscelate e compattate. Nel tempo, questa miscela ha formato un disco galattico. Nuove stelle iniziarono ad apparire in esso. Tuttavia, questo modello è stato successivamente criticato.
Era impossibile capire cosa collegasse l'alone e il disco galattico. Questo disco ispessito e lo scarso involucro stellare attorno ad esso avevano poco in comune. Già dopo che Searle e Zinn hanno compilato il loro modello, si è scoperto che l'alone ruota troppo lentamente per formare un disco galattico. A giudicare dalla distribuzione degli elementi chimici, questi ultimi derivavano dal gas protogalattico. Infine, il momento angolare del disco si è rivelato dieci volte superiore all'alone.
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Il segreto è che entrambi i modelli contengono un granello di verità. Il problema è che sono troppo semplici e unilaterali. Entrambi ora sembrano essere frammenti della stessa ricetta con cui è stata creata la Via Lattea. Eggen ei suoi colleghi hanno letto alcune righe di questa ricetta, Searle e Zinn alcune altre. Pertanto, cercando di reimmaginare la storia della nostra Galassia, di tanto in tanto notiamo righe familiari, già lette una volta.
Quindi tutto è iniziato poco dopo il Big Bang. “Oggi è generalmente accettato che le fluttuazioni nella densità della materia oscura abbiano dato origine alle prime strutture - i cosiddetti aloni oscuri. Grazie alla forza di gravità, queste strutture non si sono disintegrate”, osserva l'astronomo tedesco Andreas Burkert, autore di un nuovo modello della nascita della Galassia.
Gli aloni scuri sono diventati gli embrioni - i nuclei - delle future galassie. Il gas si è accumulato intorno a loro sotto l'influenza della gravità. Si è verificato un collasso omogeneo, come lo descrive il modello ELS. Entro 500-1000 milioni di anni dopo il Big Bang, gli ammassi di gas che circondavano gli aloni scuri divennero gli "incubatori" di stelle. Qui sono sorte piccole protogalassie. I primi ammassi globulari sono apparsi in dense nubi di gas, perché le stelle sono nate qui centinaia di volte più spesso che altrove. Le protogalassie si sono scontrate e si sono fuse tra loro: è così che si sono formate le grandi galassie, compresa la nostra Via Lattea. Oggi è circondato dalla materia oscura e da un alone di singole stelle e dei loro ammassi globulari, queste rovine dell'universo, la cui età supera i 12 miliardi di anni.
C'erano molte stelle molto massicce nelle protogalassie. In meno di poche decine di milioni di anni, la maggior parte di loro è esplosa. Queste esplosioni hanno arricchito le nubi di gas con elementi chimici pesanti. Pertanto, le stelle non sono nate nel disco galattico come nell'alone: contenevano centinaia di volte più metalli. Inoltre, queste esplosioni hanno generato potenti vortici galattici che hanno riscaldato il gas e lo hanno spazzato via dalle protogalassie. Si è verificata la separazione delle masse gassose e della materia oscura. Questa è stata la fase più importante nella formazione delle galassie, non precedentemente presa in considerazione in nessun modello.
Nel frattempo, gli aloni scuri si scontravano sempre più tra loro. In questo caso, le protogalassie si sono allungate o si sono disintegrate. Queste catastrofi ricordano le catene di stelle che sono state conservate nell'alone della Via Lattea fin dai tempi della "giovinezza". Studiando la loro posizione, è possibile valutare gli eventi che hanno avuto luogo in quell'epoca. A poco a poco, una vasta sfera si è formata da queste stelle: l'alone che vediamo. Mentre si raffreddava, nuvole di gas penetrarono al suo interno. Il loro momento angolare è stato conservato, quindi non sono collassati in un unico punto, ma hanno formato un disco rotante. Tutto questo è accaduto oltre 12 miliardi di anni fa. Il gas è stato ora compresso come descritto nel modello ELS.
In questo momento, si forma anche il "rigonfiamento" della Via Lattea, la cui parte centrale ricorda un ellissoide. Bulge è composto da stelle molto antiche. Ovviamente, è sorto alla fusione delle più grandi protogalassie, che hanno trattenuto le nubi di gas per il tempo più lungo. Tra di loro c'erano stelle di neutroni e minuscoli buchi neri, relitti dell'esplosione di supernove. Si sono fusi tra loro, assorbendo simultaneamente flussi di gas. Forse è così che è nato un enorme buco nero, che ora si trova al centro della nostra Galassia.
La storia della Via Lattea è molto più caotica di quanto si pensasse in precedenza. La nostra galassia domestica, impressionante anche per gli standard cosmici, si è formata dopo una serie di impatti e fusioni, dopo una serie di catastrofi cosmiche. Tracce di quei vecchi eventi si possono trovare oggi.
Ad esempio, non tutte le stelle nella Via Lattea ruotano attorno al centro galattico. Ovviamente, nel corso dei miliardi di anni della sua esistenza, la nostra Galassia ha "inghiottito" molti compagni di viaggio. Ogni decima stella nell'alone galattico ha meno di 10 miliardi di anni. A quel punto, la Via Lattea si era già formata. Forse questi sono i resti di galassie nane una volta catturate. Un gruppo di scienziati britannici dell'Astronomical Institute (Cambridge), guidato da Gerard Gilmour, ha calcolato che la Via Lattea, a quanto pare, ha assorbito da 40 a 60 galassie nane del tipo Karin.
Inoltre, la Via Lattea attrae enormi masse di gas. Così, nel 1958, gli astronomi olandesi notarono molti piccoli punti nell'alone. In effetti, si sono rivelate nuvole di gas, che consistevano principalmente di atomi di idrogeno e si precipitavano verso il disco galattico.
La nostra galassia non modererà il suo appetito in futuro. Ovviamente, assorbirà le galassie nane più vicine a noi - Fornax, Karina e, forse, Sextane, per poi fondersi con la nebulosa di Andromeda. Attorno alla Via Lattea - questa insaziabile "stella cannibale" - diventerà ancora più desolata.
