Necropoli stellari, individuato un “mondo sotterraneo galattico” dove si nascondono buchi neri e stelle di neutroni – Lo studio

Che fine fanno le stelle morte e di cui, anche a distanza di migliaia di anni, continuiamo ad ammirarne la luce? I ricercatori dell’Università di Sydney hanno cercato di andare oltre questa domanda, nel tentativo di individuare dove sono andati a finire nel corso di 13,6 miliardi di anni i resti degli oggetti celesti che facevano parte della Via Lattea “primordiale”, focalizzandosi principalmente su buchi neri e stelle di neutroni. Entrambi si formano quando stelle massicce, che hanno dimensioni otto volte più grandi del nostro Sole, esauriscono il loro carburante, innescando così il processo di collasso gravitazionale che porta all’esplosione supernova. Al contempo, il loro nucleo collassa verso l’interno. Le stelle morenti possono avere due destini diversi: se avevano una massa almeno otto volte quella del Sole, nasce una stella di neutroni. Se invece la stella aveva una misura superiore a 25 masse solari si trasforma in un buco nero. In qualsiasi caso entrambi i tipi di “cadaveri stellari” deformano lo spazio, il tempo e la materia che li circonda. I risultati dello studio verranno pubblicati su Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, una delle più prestigiose e antiche pubblicazioni sull’astronomia e astrofisica.

Come nasce la ricerca sulle necropoli stellari

Peter Tuthill, professore di astrofisica dell’Università di Sydney, e tra gli autori dello studio, ha spiegato che «uno dei problemi nel trovare questi oggetti antichi è che, fino ad ora, non avevamo idea di dove cercarli: le stelle di neutroni e i buchi neri più antichi sono stati creati quando la galassia era più giovane e aveva una forma diversa. Nell’arco di miliardi di anni la Via Lattea ha subito cambiamenti complessi. Era come cercare di trovare il cimitero del mitico elefante (in riferimento al luogo in cui, secondo le leggende, i vecchi elefanti andavano a morire in solitudine, lontano dal loro gruppo, ndr). Le ossa di queste rare stelle massicce dovevano essere là fuori, ma sembravano avvolte nel mistero». Nella mappa del Galactic underworld, così come ribattezzata dagli autori della ricerca, è emerso che «l’estensione di questo mondo di sotto galattico è oltre tre volte maggiore rispetto all’altezza della Via Lattea, mentre ben un terzo delle stelle morte della galassia sono state espulse nello spazio intergalattico, e non torneranno più».

Questo perché, come spiegato dal dottor David Sweeney, «le supernove sono asimmetriche, e i resti vengono espulsi ad alta velocità, fino a milioni di chilometri all’ora. E, peggio ancora, questo avviene in direzioni sconosciute e casuali per ogni oggetto. È un po’ come nel biliardo: se sai in quale direzione viene colpita la palla e quanto dura, puoi capire dove andrà a finire. Ma nello spazio gli oggetti e le velocità sono molto più grandi. Inoltre, il tavolo non è piatto, quindi i resti stellari percorrono orbite complesse che attraversano la galassia. Inoltre non c’è attrito, quindi non rallentano mai: quasi tutti i resti mai formati (delle supernove, ndr) sono ancora là fuori, che scivolano come fantasmi nello spazio interstellare». 

Come si è svolta la ricerca

Utilizzando sistemi di simulazione al computer, il team di ricercatori ha anzitutto individuato e tracciato le posizioni iniziali di milioni di corpi stellati nella Via Lattea primordiale, vale a dire prima che si sviluppassero i bracci a spirale che caratterizzano il nostro sistema solare. Successivamente, simulando un’accelerazione fino ai giorni nostri, hanno realizzato una mappa che rivelerebbe dove potrebbero essere finiti questi corpi celesti morti nel corso di miliardi di anni. In sostanza, i ricercatori hanno individuato quello che loro stessi definiscono “un mondo sotterraneo galattico”, una sorta di “cimitero stellare”.

I risultati dello studio sulle necropoli stellari

Ma cosa hanno scoperto, in sostanza, i ricercatori? «I resti compatti di stelle morte mostrano una distribuzione e una struttura fondamentalmente diverse rispetto alla galassia visibile da noi oggi», hanno spiegato il dottor Sanjib Sharma e il dottor Ryosuke Hirai della Monash University. «Ci aspettavamo che il mondo sotterraneo galattico sarebbe stato leggermente diverso, ma simile a grandi linee – ha proseguito Sharma – Non mi aspettavo un cambiamento così radicale nella forma». Già, perché i cambiamenti sono visibili in particolare da due mappe. La prima mostra come i bracci a spirale della Via Lattea non esistono nel “mondo sotterraneo galattico”. Sono infatti pressoché invisibili in parte a causa dell’età della maggior parte dei resti, e in parte per i resti che si sono creati a seguito delle supernove.

Ma a sorprendere ancora di più i ricercatori è stata la vista laterale di questo “cimitero galattico”. Dalla mappa risulta infatti che la più grande concentrazione di resti stellari si trova vicino al centro della galassia, a causa dell’energia cinetica innescata dalle supernove, e che dunque distribuisce i corpi in un alone che circonda la Via Lattea, mentre invece gli altri resti sono distribuiti su tutti i fronti della galassia. Ma c’è di più. Secondo le stime dei ricercatori, questo “mondo sotterraneo galattico” conterrebbe solo circa l’1 per cento della massa totale del cosmo, mentre il “cadavere stellare” più vicino alla Terra si dovrebbe trovare “a soli” 65 anni luce dal sole. E il team ora punta a ottimizzare ulteriormente la ricerca, come spiegato dal dottor Sweeney: «La parte più interessante di questa ricerca è ancora davanti a noi. Ora che sappiamo dove cercare, stiamo sviluppando tecnologie per cercarle. Scommetto che il “mondo sotterraneo galattico” non rimarrà avvolto nel mistero per molto tempo». No time, no space docet.

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