Un roi de stele ascuns după praf galactic ar putea fi aproape la fel de vechi ca universul
Un roi globular sărac în metale din apropierea centrului Căii Lactee, cunoscut sub denumirea VVV CL001, are o vârstă estimată la aproximativ 13,4 miliarde de ani, ceea ce îl plasează printre cele mai vechi roiuri stelare cunoscute din galaxia noastră. Rezultatul provine dintr-un studiu acceptat spre publicare în revista Astronomy & Astrophysics și disponibil anterior pe serverul de preprinturi arXiv, relatează un comunicat al echipei de cercetare.
Roiurile globulare sunt printre cei mai vechi membri ai Căii Lactee și păstrează indicii despre modul în care s-a format galaxia. Stelele din aceste structuri au între 10 și 13 miliarde de ani, iar vârsta și proprietățile lor chimice pot fi folosite pentru a stabili o limită inferioară a vârstei galaxiei. Deoarece roiurile mai vechi tind să aibă un conținut scăzut de metale, astronomii studiază roiurile sărace în metale pentru a le determina vârsta cu precizie.
VVV CL001 a fost descoperit în 2010 de sondajul VISTA Variables in the Vía Láctea (VVV) și confirmat ca roi abia în 2019. El apare foarte aproape de centrul galactic, însă se deplasează spre noi cu o viteză foarte diferită față de celelalte stele din zonă, ceea ce i-a făcut pe cercetători să se întrebe dacă își are într-adevăr originea acolo. Pentru a afla de unde provine, oamenii de știință au examinat traiectoria sa în jurul galaxiei, iar aceasta depinde de distanța roiului — parametru estimat diferit în studiile anterioare.
Măsurarea distanței este dificilă deoarece roiul se află într-o regiune aglomerată, unde praful interstelar estompează lumina stelelor. Structura este, de asemenea, mică și slab luminoasă, iar imaginile anterioare nu erau suficient de profunde pentru a releva un număr suficient de stele. În plus, stelele de tip RR Lyrae, folosite în mod obișnuit pentru măsurarea distanțelor, nu au fost identificate în acest roi.
În noul studiu, condus de J. Olivares Carvajal de la Observatorul Astronomic INAF Capodimonte, astronomii au folosit observații în infraroșu apropiat, de mare calitate, realizate cu camera FourStar de pe telescopul Magellan Baade de 6,5 metri, pentru a rafina distanța roiului. Pentru estimarea vârstei au fost utilizate imagini de la Telescopul Spațial Hubble. Urmărind cu atenție mișcarea stelelor pe cer și aplicând un algoritm de învățare automată, echipa a identificat stelele care aparțin cu adevărat roiului.
Cercetătorii au găsit aproximativ 155 de stele, inclusiv stele aflate în stadiul de ramură orizontală (HB) și în punctul de cotitură al secvenței principale (TO). Punctul de cotitură marchează momentul în care o stea încetează să mai ardă hidrogen în mod constant în nucleu; după aceea, steaua se umflă într-o gigantă roșie și ajunge într-o etapă mai calmă, în care arde heliu în nucleu, corespunzătoare ramurii orizontale din diagrama culoare–magnitudine. Studiile anterioare nu relevaseră aceste două stadii evolutive în acest roi.
Deoarece poziția punctului de cotitură depinde de vârstă, el reprezintă cel mai bun indicator pentru determinarea vechimii roiului. Stelele din ramura orizontală au o luminozitate constantă, astfel încât pot fi folosite ca repere pentru măsurarea distanței. Comparând stelele roiului cu un model teoretic de evoluție stelară, echipa a obținut o distanță de aproximativ 7,34 kiloparseci, adică circa 24.000 de ani-lumină, ceea ce plasează roiul în interiorul bulbii galactice. Cercetătorii notează că rezultatul are cea mai mică eroare de distanță raportată până în prezent în literatura de specialitate și că observații optice viitoare vor permite rafinarea acestuia.
Folosind imaginile Hubble, mai puțin afectate de praf, echipa a măsurat apoi vârsta roiului la aproximativ 13,4 miliarde de ani. O estimare similară a fost obținută și pe baza stelelor din punctul de cotitură. Ambele metode indică o vârstă de 13,4 ± 0,4 miliarde de ani, ceea ce sugerează că VVV CL001 ar putea fi cel mai vechi roi globular din bulb și, posibil, din galaxie. Aflat în regiunea aglomerată a bulbului Căii Lactee, roiul ar putea reprezenta o populație stelară străveche formată chiar acolo.
Cercetătorii plănuiesc observații spectroscopice de înaltă rezoluție pentru a confirma rezultatele pe baza compoziției chimice a roiului. Deoarece vârsta universului impune o limită superioară de aproximativ 13,8 miliarde de ani, orice estimare a vârstei roiului trebuie să se situeze sub această valoare, ținând cont de incertitudinea măsurătorii. Echipa precizează că, dacă roiul s-a format aici și este într-adevăr atât de vechi, ar putea fi necesară reconsiderarea vârstei galaxiei și, eventual, chiar a universului.
