Nelle galassie nane a noi più vicine, piccole isole stellari con migliaia o centinaia di milioni di astri, è emersa una strana carenza. Il telescopio spaziale «Hubble» ha mostrato che l'ossigeno vi è molto meno abbondante di quanto prevedessero i modelli. Il gas generato dalle stelle sembra essere svanito.
Lo studio del progetto GLOW (Galaxies Losing Oxygen via Winds) ha coinvolto 37 di questi sistemi. Gli scienziati hanno seguito il destino dell'ossigeno — uno degli elementi più comuni dopo l'idrogeno e l'elio, comodo indicatore delle sostanze pesanti. Esso si forma nelle profondità delle stelle massicce e viene espulso nello spazio durante le esplosioni delle supernove. Le simulazioni indicavano che una parte significativa dovesse rimanere all'interno delle galassie. Le osservazioni di «Hubble», insieme ai dati del telescopio d'archivio «Spitzer» e dei radiointerferometri terrestri, hanno delineato un quadro diverso: i sistemi nani trattengono solo una piccola frazione dell'ossigeno prodotto.
«L'ossigeno nasce dalle stelle all'interno delle galassie. Un tempo lì c'era di sicuro, quindi è stato espulso verso l'esterno», osserva la coautrice del lavoro Grace Telford dell'Università dello Utah. Per questo servono l'energia delle stelle massicce e le esplosioni delle supernove, che accelerano la materia oltre i confini del debole pozzo gravitazionale. Nelle galassie di bassa massa i venti galattici agiscono in modo più efficiente di quanto supponessero i modelli.
La responsabile del progetto Kristen McQuinn sottolinea il lato pratico della scelta: l'ossigeno è facile da misurare e la sua origine è ben studiata. Dalla quantità di ossigeno si vede come gli elementi si distribuiscono tra le stelle, il gas interstellare e lo spazio tra le galassie. Questi dati aiutano a comprendere l'evoluzione delle galassie e il modo in cui esse arricchiscono il mezzo intergalattico — quella sottilissima trama da cui col tempo possono crescere nuove strutture.
Le galassie scelte erano vicine: «Hubble» è in grado di risolvere al loro interno le singole stelle e di ricostruire la storia della formazione stellare. Per i sistemi più lontani un simile livello di dettaglio non è ancora disponibile. In precedenza simili «perdite» di metalli erano già state notate in grandi spirali come la Via Lattea — parte della materia si deposita negli aloni gassosi circostanti. Per le nane la questione resta aperta: una grande frazione dell'ossigeno è rimasta nelle immediate vicinanze o è volata via del tutto lontano.
I risultati cambiano le idee su come le piccole galassie influenzano la composizione chimica del cosmo. Nell'Universo primordiale erano proprio loro a dominare, e i loro venti potevano «fertilizzare» attivamente lo spazio. Oggi questi processi continuano sotto i nostri occhi, collegando la vita delle singole stelle al destino di interi sistemi.
Più avanti ci saranno oggetti ancora più leggeri. Con il futuro telescopio spaziale intitolato a Nancy Grace Roman si prevede di individuare le nane più fioche, per poi studiarle in dettaglio con «Hubble» e «James Webb». Parallelamente saranno esaminate le stesse stelle massicce che espellono ossigeno.
Ciò che sembra una carenza locale è in realtà parte di un grandioso ciclo. Le stelle generano elementi, le esplosioni li disperdono, le galassie perdono e condividono la loro ricchezza, e lo spazio tra di esse si riempie lentamente del materiale da costruzione dei mondi futuri. Viviamo in un universo in cui anche i «semplici» sistemi nani partecipano a processi complessi e finemente coordinati, che plasmano l'aspetto del cosmo per miliardi di anni a venire.
