Ricerca Bologna: un orologio cosmico misurera’ l’invecchiamento dei fossili

Oggi su Nature la scoperta di un team internazionale a guida bolognese : un orologio astronomico in grado di misurare per a prima volta l’invecchiamento dei più antichi sistemi stellari della Via Lattea: veri e propri fossili cosmici che hanno assistito alla nascita della nostra galassia e possono aiutarci a ricostruirne la storia. Li chiamano ammassi globulari, per la loro forma sferica e la grande densità di stelle possono contenerne fino ad un milione). Da anni sono al centro delle ricerche di un gruppo di astrofisici italiani che ora hanno trovato, riferisce Nature, un metodo per capire come si trasformano nel corso del tempo e riconoscerne così lo stadio evolutivo.
“Sapevamo già quanti anni avessero, ma non eravamo in grado di stabilire a
che punto della loro evoluzione dinamica si trovassero. Non sapevamo cioè
quanto si fossero trasformati dal punto di vista morfologico, fisico e
spaziale dal momento della loro formazione ad oggi. Un po’ come succede per
gli esseri umani, per i quali possiamo distinguere un’età anagrafica ed una
biologica” spiega Francesco Ferraro dell’Università di Bologna (Unibo), lo
studioso che ha guidato il team internazionale nell’ambito del progetto
Cosmic-Lab, finanziato dall’Unione europea.
Per capire l’importanza dell’evoluzione dinamica per gli astronomi, bisogna
pensare che i loro studi riguardano fenomeni estremamente lenti, che
raramente si svolgono sotto i loro occhi. Nella vita di tutti i giorni
sappiamo, ad esempio, che un bocciolo rappresenta lo stadio iniziale
dell’evoluzione di un fiore che sarà poi destinato ad appassire, perché
possiamo osservarne la trasformazione nel tempo. Ma se osserviamo oggetti
che si trasformano in miliardi di anni quello che vediamo è un’istantanea.
Un microbo la cui vita durasse una manciata di secondi non vedrebbe mai una
gemma sbocciare e poi sfiorire. Capire che boccioli, fiori e frutti,
rappresentano diversi stadi evolutivi di individui simili e mettere in fila
le diverse tappe per lui sarebbe una conquista.
Nel caso degli ammassi stellari, gli astri sono in continuo movimento e la
loro distribuzione spaziale e di velocità si modifica nel corso del tempo.
Era risaputo anche che vi è una fase critica nella vita di ciascun ammasso
in cui il nucleo diventa così denso da subire un vero e proprio collasso.
Ciò che rimaneva ancora da capire era quali aggregati stellari avessero già
raggiunto tale fase critica e quali invece fossero ancora “giovani” da
questo punto di vista.
I ricercatori Unibo sono venuti a capo del problema concentrandosi su alcune
stelle speciali che li popolano: le vagabonde blu (blue stragglers). Si
tratta di stelle particolarmente grandi perché frutto della fusione di più
stelle: il che le rende anche più calde e luminose, per cui blu. A causa del
loro peso, nel corso del tempo queste stelle tendono a sprofondare verso il
centro dell’ammasso globulare, come delle biglie nel miele. La ricerca
pubblicata su Nature ha permesso di associare il grado di “sprofondamento”
delle vagabonde blu al grado di invecchiamento “dinamico” degli ammassi:
nonostante gli ammassi abbiano tutti la stessa età cronologica, quelli in
cui le vagabonde blu sono quasi tutte sedimentate nel centro sembrano molto
più invecchiati di quelli in cui questo processo di concentrazione è più
lento e che, quindi, dal punto di vista dinamico si sono mantenuti giovani
più a lungo.
Puntando le potenti lenti del telescopio spaziale Hubble (cogestito da Nasa
ed analoga europea Esa) su ventuno ammassi globulari della nostra galassia,
i nostri ricercatori hanno scoperto che, in base alla distanza dal centro
delle vagabonde blu, è possibile misurarne lo stadio di sviluppo evolutivo.
Le prime vagabonde blu ad essere risucchiate nel cuore di ciascun aggregato
stellare sono quelle più prossime al centro, poi via via quelle sempre più
lontane. Si forma così una regione impoverita di blue stragglers che si
allontana progressivamente dal nucleo dell’ammasso, man mano che anche le
stelle più periferiche sprofondano (vedi. illustrazioni sul sito web). “Come
la posizione della lancetta di un orologio indica il fluire del tempo, così
la posizione della regione svuotata di blue stragglers tende ad allontanarsi
progressivamente dal centro e segna con precisione l’invecchiamento dinamico
del sistema stellare” dice Ferraro.
Proprio grazie a questo metodo di misurazione dell’età “biologica” degli
ammassi, è possibile risolvere qualche grattacapo relativo ad alcuni sistemi
stellari, fino ad oggi di difficile collocazione evolutiva. Aggregati che
sembravano aver già subito il collasso del nucleo, alla luce del nuovo
sistema di datazione cosmica si sono rivelati più giovanili di quanto si
pensasse e, viceversa, altri sono “invecchiati” di colpo.
La Via lattea (la nostra galassia) contiene circa 150 ammassi globulari e
“sono almeno due le ragioni per cui è così importante studiarli” spiega
Barbara Lanzoni di Unibo, co-autrice della ricerca: “da un lato
rappresentano fossili dell’universo primordiale, poiché contengono stelle
nate attorno a nelle fasi iniziali di vita della nostra galassia e del resto
del cosmo. Capire come sono fatti e come si sono trasformati da allora, può
aiutarci a gettare nuova luce su come la galassia in cui viviamo si sia
sviluppata”. “In secondo luogo – continua Ferraro – gli ammassi
costituiscono l’habitat ideale per l’osservazione di comportamenti stellari
sorprendenti. Il loro centro è così denso che le stelle interagiscono le une
con le altre in modi assai rari nel resto dell’universo. E’ qui che hanno
luogo fusioni, collisioni, cannibalismo tra astri diversi. All’interno degli
ammassi possiamo capire come le stelle, solitamente piuttosto solitarie, si
relazionano le une con le altre. Sono il laboratorio ideale per gettare le
basi di quella che possiamo definire una sociologia stellare”. Laboratorio,
da oggi dotato di un orologio nuovo fiammante.

http://www.cosmic-lab.eu/Cosmic-Lab/orologio_dinamico.html

Riferimenti studio: “Dynamical age differences amongst coeval star clusters
as revealed by blue stragglers” by F.R. Ferraro, B. Lanzoni, E. Dalessandro,
G. Beccari, M. Pasquato, P. Miocchi, R.T. Rood, S.
Sigurdsson, A. Sills, E. Vesperini, M. Mapelli, R. Contreras, N. Sanna, A.
Mucciarelli.
Nature, 20th December 2012 (DOI: 10.1038/nature11686)

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