Il campo magnetico interstellare potrebbe avere un ruolo decisivo nella formazione delle stelle binarie, i sistemi composti da due stelle legate gravitazionalmente. È quanto emerge da nuove simulazioni astronomiche realizzate dal National Astronomical Observatory of Japan e pubblicate sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, secondo cui le interazioni magnetiche permetterebbero alle protostelle di avvicinarsi molto più rapidamente durante le prime fasi della loro formazione. Le stelle nascono dal collasso di grandi nubi di gas interstellare, che si frammentano formando dense regioni chiamate “molecular cloud cores”. In molti casi, più stelle si formano contemporaneamente nelle stesse aree e alcune finiscono per legarsi gravitazionalmente, dando origine a sistemi binari.
Gli astronomi osservano da tempo che molte stelle binarie sembrano formarsi molto presto, quando le protostelle non sono ancora completamente sviluppate. Tuttavia spiegare come questi oggetti riescano ad avvicinarsi rapidamente è sempre stato uno dei principali problemi teorici dell’astrofisica stellare.
Lo studio
Le nuove simulazioni numeriche, eseguite utilizzando diversi supercomputer tra cui ATERUI III e il precedente ATERUI II del National Astronomical Observatory of Japan, mostrano che il campo magnetico interagisce con il gas che circonda le protostelle, sottraendo momento angolare al sistema. Questo processo permette alle due protostelle di perdere energia orbitale e spiraleggiare progressivamente una verso l’altra.
Le immagini prodotte dalle simulazioni mostrano il gas in orbita attorno alle due protostelle e il materiale espulso dal sistema che trasporta via momento angolare. Secondo gli autori, proprio questo meccanismo magnetico sarebbe essenziale per consentire la rapida formazione dei sistemi binari osservati nella Via Lattea. Quando i ricercatori hanno ripetuto la simulazione eliminando completamente il campo magnetico, il risultato è stato opposto: invece di avvicinarsi, le protostelle tendevano ad allontanarsi progressivamente.
Stesso processo per i buchi neri binari supermassicci?
Lo studio suggerisce, inoltre, che lo stesso processo fisico potrebbe essere applicato anche ai buchi neri binari supermassicci presenti nei nuclei delle galassie in fusione. Secondo i ricercatori, le interazioni magnetiche con il gas circostante potrebbero aiutare i buchi neri a perdere momento angolare e avvicinarsi fino alla fusione finale. Questo meccanismo potrebbe contribuire a spiegare la formazione dei buchi neri supermassicci osservati al centro delle grandi galassie.
“Le interazioni magnetiche con il gas circumstellare sembrano svolgere un ruolo cruciale nell’evoluzione dei sistemi binari“, spiegano gli autori. “Comprendere questi processi è fondamentale sia per la formazione stellare sia per l’evoluzione dei buchi neri supermassicci”. La simulazione diretta dell’evoluzione di coppie di buchi neri su scale temporali cosmiche resta però ancora estremamente complessa dal punto di vista computazionale. Per questo, gli autori sottolineano che saranno necessari ulteriori studi per verificare in modo rigoroso il ruolo dei campi magnetici nei sistemi di buchi neri binari.
I risultati aggiungono un nuovo elemento alla comprensione dei processi che governano la nascita delle stelle e l’evoluzione dinamica degli oggetti più massicci dell’Universo, confermando l’importanza crescente delle simulazioni numeriche ad alte prestazioni nella ricerca astronomica contemporanea.
Vuoi ricevere le notifiche sulle nostre notizie più importanti?