Scienza: osservati i comportamenti delle stelle binarie miste

Per la prima volta sono stati osservati i comportamenti di stelle binarie miste

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Osservati per la prima volta un gruppo di astronomi guidati da Antonino Milone dell’Università di Padova i comportamenti di stelle binarie miste. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. I “globulari” sono antichi ammassi isolati di stelle distribuiti omogeneamente intorno alla via Lattea: essi sono composti da centinaia di migliaia di stelle nate oltre tredici miliardi di anni fa. Inizialmente gli astronomi pensavano che gli ammassi fossero sistemi molto semplici, con stelle generate contemporaneamente e con stesse proporzioni di elio e idrogeno.

Nuovi studi hanno scoperto che si tratta della scoperta delle popolazioni stellari multiple, ovvero gruppi di stelle ben distinte, la cui esistenza non era prevista dalle teorie sull’evoluzione stellare.

Una delle caratteristiche distintive è la composizione chimica: vi solo le stelle di prima popolazione che hanno un contenuto di elio simile a quello delle altre stelle della Via Lattea, mentre quelle di seconda popolazione hanno abbondanze chimiche estreme che non si osservano in nessun altro luogo dell’Universo.

Negli ammassi globulari si trovano frequentemente coppie di stelle (stelle binarie) legate gravitazionalmente, ma la relazione tra queste stelle binarie e le popolazioni multiple è ancora poco chiara. Studi teorici indicano che alcune stelle abbiano trovato il proprio partner sin dalla nascita e possano condividere la vita di coppia per miliardi di anni o addirittura per la loro intera vita. Le coppie che formano queste relazioni longeve vengono chiamate “binarie primordiali”. Spesso accade che quando una stella “single” si avvicini troppo a una binaria spezzi il legame gravitazionale che le ha tenute unite per cosi’ lungo tempo e separi i due partner. La stella “single” puo’ allora legarsi a una delle due stelle che formava la vecchia binaria e dare origine a una nuova coppia di stelle. Al partner espulso dal sistema binario, non resta altro che andarsene e vagare per l’ammasso.

Il gruppo di ricercatori del Dipartimento di Fisica e Astronomia dell’Universita’ di Padova, in collaborazione con INAF di Padova e altri enti di ricerca internazionali, ha pubblicato uno studio innovativo per capire il comportamento delle binarie in relazione alla presenza delle popolazioni multiple. Gli ammassi globulari appaiono come delle distribuzioni sferiche di stelle. Da un’analisi accurata delle immagini delle regioni centrali di queste sfere, ottenute con il telescopio spaziale Hubble della Nasa e dell’Esa, in alcuni ammassi globulari e’ stato possibile individuare centinaia di stelle binarie e ricostruire la storia delle componenti di ciascuna coppia. La qualita’ straordinaria delle immagini delle regioni interne degli ammassi combinata con le nuove tecniche introdotte dagli autori per analizzare i dati ottenuti ha consentito di chiarire la connessione tra binarie e popolazioni multiple e conoscere la popolazione di appartenenza di ciascuna stella.

La prima scoperta sorprendente e’ stata quella che nelle regioni interne le stelle appartenenti alle due popolazioni sono caratterizzate da una frazione numericamente simile di binarie“, dice Milone. “Studi precedenti invece mostravano che le regioni periferiche degli ammassi globulari erano dominate da binarie di prima popolazione mentre le stelle di seconda popolazione sembrano preferire la vita da ‘single’. Queste differenze – aggiunge – rivelano le conseguenze dei processi di formazione ed evoluzione degli ammassi globulari”.

“Nelle regioni interne dell’ammasso globulare NGC6362 abbiamo trovato esclusivamente binarie formate da coppie di stelle dello stesso tipo: le stelle di prima popolazione formano coppie solo con altre stelle di prima popolazione e le stelle di seconda popolazione scelgono solo le loro simili. La maggior parte di queste coppie di stelle si sono legate poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang e sono rimaste insieme per oltre 13 miliardi di anni”, afferma Anna Marino, responsabile di un progetto per lo studio di popolazioni stellari in ammassi globulari finanziato con oltre 170.000 euro dalla commissione europea nell’ambito delle azioni Marie Curie.

“Invece in NGC6352, un altro ammasso studiato dal nostro team di astronomi, e’ stato possibile identificare binarie miste, ovvero coppie formate da stelle di diversa popolazione. In questo caso, la maggior parte delle binarie primordiali sono state distrutte e molte delle nuove coppie di stelle osservate si sono formate in epoche piu’ recenti”, aggiunge. L’esistenza di binarie miste era stata predetta da simulazioni numeriche, ma questa e’ la prima volta che vengono osservate. La popolazione di binarie miste si forma come conseguenza degli incontri tra stelle dell’ammasso e le osservazioni forniscono quindi evidenza dell’attivita’ dinamica nelle regioni piu’ centrali dell’ammasso.