Nuove scoperte sulla formazione di stelle in I Zw 18

La galassia I Zw 18 è una piccola e strana galassia in Formazione stellare situata a circa 10 milioni di parsec da noi. È conosciuta per essere una delle galassie con meno metalli nell'universo locale. Da quando è stata scoperta per la prima volta, gli scienziati hanno dibattuto sulla sua natura e su come si sia formata nel tempo. Questo studio mira a dare uno sguardo più da vicino alle stelle in I Zw 18 utilizzando nuove immagini del James Webb Space Telescope (JWST). Il nostro obiettivo è capire la storia della formazione stellare nella galassia negli ultimi miliardi di anni e anche più indietro nel tempo.

#Capire I Zw 18

I Zw 18, conosciuta come una galassia nana compatta blu (BCD), appare blu perché contiene molte stelle giovani e calde. Ha un'alta quantità di gas ed è estremamente povera di metalli. I metalli, in termini astronomici, si riferiscono agli elementi più pesanti dell'idrogeno e dell'elio, che sono prodotti nelle stelle. Il basso contenuto di metalli indica che I Zw 18 è in una fase precoce di sviluppo stellare.

Due aree principali in I Zw 18 mostrano una formazione stellare attiva: una a nord-ovest e l'altra a sud-est. Intorno a queste regioni di formazione stellare c'è una nebula con una struttura complessa. Inoltre, I Zw 18 ha un compagno debole, chiamato Componente C, situato nelle vicinanze e collegato ad essa tramite una coda gassosa.

#Osservazioni Passate

Studi precedenti su I Zw 18 usando il Hubble Space Telescope (HST) si sono concentrati sulle sue stelle e sulle loro età. I primi risultati mostrano una gamma di stelle, principalmente stelle più giovani, con poche prove di popolazioni stellari più vecchie. Tuttavia, osservazioni successive suggerivano che I Zw 18 potrebbe avere effettivamente stelle più vecchie. La sfida è che studiare una galassia così distante e compatta rende difficile raccogliere dati completi su tutte le stelle presenti.

Il JWST, lanciato più recentemente, ha capacità molto migliori per osservare stelle deboli nel vicino infrarosso. Questo consente di dare uno sguardo più profondo alle stelle in I Zw 18, comprese le popolazioni più vecchie che potrebbero essere state trascurate prima.

#Osservazioni con JWST

In questo studio, abbiamo ottenuto immagini di I Zw 18 usando il NIRCam del JWST, progettato per fare foto ad alta risoluzione. Abbiamo esaminato diverse regioni in I Zw 18 e misurato con attenzione la luminosità e le posizioni delle stelle in queste aree. Le nostre osservazioni sono complete e includono filtri che catturano varie lunghezze d'onda di luce.

Abbiamo organizzato il corpo principale di I Zw 18 in quattro sezioni per analizzare più facilmente le diverse popolazioni stellari. Ogni sezione ha caratteristiche distintive nella formazione stellare. Le stelle più nuove si trovano intorno alle aree di formazione stellare attiva nelle regioni NW e SE.

#Storia della Formazione Stellare

Per indagare su come si siano formate le stelle in I Zw 18, creiamo diagrammi colore-magnitudine (CMD) che mostrano la relazione tra i colori e la luminosità delle stelle. Confrontando i nostri CMD osservati con modelli teorici di stelle, possiamo determinare quali popolazioni di stelle sono presenti e come variano nelle diverse regioni della galassia.

Abbiamo trovato tre gruppi principali di stelle in I Zw 18:

1. Stelle Giovani: Queste stelle hanno meno di 10 milioni di anni, principalmente localizzate nella regione nord-ovest dove sta avvenendo una formazione stellare attiva.
2. Stelle di Età Intermedia: Queste stelle hanno tra 100 milioni e 1 miliardo di anni, principalmente trovate nella regione sud-est.
3. Stelle Vecchie: Questo gruppo ha più di 1 miliardo di anni. Sono rosse e fioche, presenti principalmente nell'area circostante piuttosto che nelle principali regioni di formazione stellare attiva.

#Attività di Formazione Stellare

Il corpo principale di I Zw 18 ha vissuto diversi livelli di formazione stellare nel corso degli anni. Un'importante esplosione di formazione stellare è avvenuta circa 10 milioni di anni fa, seguita da un aumento dell'attività che dura fino ai giorni nostri. Interessante è che il corpo principale sembra avere un costante aumento della formazione stellare negli ultimi miliardi di anni.

Il Componente C, il compagno debole di I Zw 18, mostra un modello simile ma con tassi generalmente più bassi di formazione stellare. Le sue stelle giovani si trovano principalmente vicino a I Zw 18, suggerendo che qualche interazione tra di loro potrebbe aver influenzato la loro attuale attività di formazione stellare.

#Distribuzione Spaziale delle Stelle

La disposizione delle diverse popolazioni stellari in I Zw 18 mostra come si siano formate nel tempo. Le stelle giovani sono concentrate al centro e sono strettamente associate alle aree di formazione stellare attiva. Al contrario, le stelle più vecchie mostrano una distribuzione più dispersa, il che implica che, con l'avanzare dell'età, si siano migrate dai loro luoghi di nascita.

L'area sud-est di I Zw 18 appare più vecchia in media rispetto all'area nord-ovest, che attualmente sta vivendo la sua fase di formazione stellare più vigorosa. Questo indica un cambiamento nell'attività di formazione stellare dalla parte sud-est verso l'area nord-ovest nel corso del tempo.

#Connessione con il Componente C

Il Componente C sembra avere una storia evolutiva legata a I Zw 18. Le stelle nel Componente C sono principalmente più giovani e mostrano una distribuzione che rispecchia il corpo principale di I Zw 18. Questa relazione potrebbe significare che una recente interazione gravitazionale tra i due sistemi ha influenzato i loro tassi di formazione stellare.

#Conclusione

Il nostro lavoro su I Zw 18 usando il JWST fornisce un'immagine più chiara della storia di formazione stellare della galassia. Vediamo che I Zw 18 non è solo una galassia giovane, ma un sistema molto più vecchio con una ricca storia di formazione stellare.

Le immagini del JWST hanno rivelato una vasta gamma di popolazioni stellari in I Zw 18, confermando la presenza sia di stelle giovani che di stelle vecchie. Le diverse regioni all'interno della galassia mostrano storie di formazione stellare variabili, con esplosioni di attività che si verificano in momenti diversi.

Data la bassa quantità di metalli in I Zw 18 e la continua formazione stellare, possiamo dedurre che questa galassia ha arricchito il suo mezzo interstellare per miliardi di anni, ma rimane ancora povera di metalli. Questo suggerisce che vari fattori abbiano giocato un ruolo nell'eliminazione o nella diluizione dei metalli dalla galassia.

Con la ricerca in corso, speriamo di capire meglio i meccanismi che influenzano la formazione e l'evoluzione di galassie come I Zw 18, oltre a come si inseriscano nel quadro più ampio della formazione delle galassie nell'universo.