Gli astronomi scoprono irregolarità nel nucleo delle giganti rosse

Un nuovo studio ha utilizzato una tecnica nota come asterosismologia per scrutare all'interno delle stelle giganti rosse
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Le giganti rosse sono stelle morenti, in stadi avanzati di evoluzione stellare, che hanno esaurito l’idrogeno nei loro nuclei. In uno studio, pubblicato oggi sulla rivista Nature Communications, un team di astronomi, principalmente dell’Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA3), ha trovato nuove prove che le stelle giganti rosse sperimentano “glitch” – forti variazioni strutturali – nel loro nucleo interno. 

Sfortunatamente, è impossibile guardare direttamente all’interno di una stella. Tuttavia, una tecnica chiamata asterosismologia, che misura le oscillazioni simili ai “terremoti” nelle stelle, può fornire scorci indiretti degli interni stellari. I “glitch” possono influenzare queste oscillazioni, o le frequenze e i percorsi della gravità e delle onde sonore che viaggiano attraverso l’interno stellare. 

La ricercatrice di IA Margarida Cunha spiega: “le onde che si propagano all’interno delle stelle inducono minuscole variazioni di luminosità stellare che possono essere rilevate con strumenti spaziali altamente precisi. Queste onde rivelano le condizioni del mezzo in cui si propagano, vale a dire le proprietà fisiche degli interni stellari”. 

Il team ha utilizzato i dati del telescopio spaziale Kepler (NASA) per rilevare e studiare le onde che si propagano agli strati più profondi delle stelle evolute. L’autore principale Mathieu Vrard, attualmente ricercatore associato in astronomia presso la Ohio State University, spiega: “questo lavoro presenta la prima caratterizzazione delle discontinuità strutturali presenti nel nucleo delle stelle giganti rosse, consentendo quindi, per la prima volta, di sondare precisamente i processi fisici che si verificano in questa regione”. Vrard, che ha iniziato questo lavoro all’IA, aggiunge: “analizzando queste variazioni, possiamo ottenere non solo i parametri globali della stella, ma anche informazioni sulla struttura precisa di questi oggetti”. 

Le giganti rosse di piccola massa che sperimentano la combustione dell’elio nei loro nuclei sono spesso utilizzate negli studi astrofisici come sonde di distanza, per misurare aspetti come la densità delle galassie e per saperne di più sui processi fisici dietro l’evoluzione chimica stellare. Quindi è fondamentale che gli scienziati le modellino correttamente, il che, a sua volta, richiede che capiscano perché si verificano queste discontinuità. 

In questo lavoro il team ha analizzato un campione di 359 giganti rosse che erano al di sotto di una certa massa stellare, misurando varie proprietà e singole frequenze di oscillazione di ciascuna stella. Hanno scoperto che quasi il 7% di queste stelle mostra discontinuità strutturali. 

Ci sono due teorie principali che spiegano come potrebbero funzionare questi disturbi. La prima afferma che i “glitch” sono presenti durante l’evoluzione della stella, ma sono generalmente molto deboli e al di sotto della soglia per ciò che gli astronomi classificherebbero come una vera discontinuità. La seconda suggerisce che queste irregolarità siano “smussate” da qualche processo fisico sconosciuto che in seguito porta a cambiamenti nella struttura del nucleo della stella. 

A quanto pare, il primo scenario non è supportato da questo studio, ma sono necessari dati più precisi prima che gli scienziati possano sottoscrivere con fiducia il secondo. Diego Bossini (IA) spiega: “questo studio mostra i limiti dei nostri modelli e ci offre l’opportunità di trovare un modo per migliorarli”. 

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