Astronomia, la bilancia cosmica che scopre le stelle false magre

Conoscere con precisione e affidabilità la massa delle stelle è fondamentale per ricostruirne la storia. Da qui l’importanza del lavoro svolto da un team tutto italiano di astronomi guidato da Francesco Ferraro, dell’Università di Bologna e associatoINAF, e comprendente anche Davide Massari, in forza all’Osservatorio Astronomico di Bologna dell’INAF, che propone un metodo per misurare la massa delle stelle, una sorta di “bilancia cosmica” grazie alla quale è possibile identificare, in mezzo ad una moltitudine di astri di piccola massa, oggetti più pesanti che sarebbero altrimenti indistinguibili. Il metodo, pubblicato oggi sulla rivista “The Astrophysical Journal”, risulta particolarmente utile – sottolinea l’Istituto nazionale di Astrofisica – per scovare stelle “false magre” all’interno di ammassi globulari galattici ed è stato sviluppato nell’ambito del progetto Cosmic-Lab, finanziato con quasi 2 milioni di euro dall’Unione europea.Gli ammassi globulari presenti nella nostra Galassia sono agglomerati di stelle piuttosto compatti che possono contenere anche milioni di astri. Studi sull’origine di questi oggetti hanno evidenziato che la loro formazione si attesta attorno a 13 miliardi di anni fa, dunque agli albori dell’universo, la cui età stimata è di circa 13,6 miliardi di anni. Secondo i modelli di evoluzione stellare, tutte le stelle maggiori di 0.8-0.9 masse solari presenti all’epoca attuale negli ammassi globulari hanno completato il loro ciclo evolutivo, finendo come nane bianche, stelle di neutroni o buchi neri. Ma le cose, in realtà, non stanno esattamente così.

Da circa 60 anni gli astronomi hanno scoperto le Blue Straggler Star (BSS), una popolazione di stelle massicce (tra 1.2 e 1.6 masse solari) che, sorprendentemente, sono ancora all’inizio della loro vita. Secondo gli astronomi, questi oggetti così anomali (che non dovrebbero esistere, oggi, negli ammassi globulari) si sarebbero generati attraverso processi fisici capaci di aumentarne la massa, come collisioni dirette o fenomeni di vampirismo (trasferimento di materia da una compagna). La loro origine e i loro processi evolutivi, tuttavia, rimangono ancora un mistero. Le BSS sono generalmente osservate durante la loro fase di sequenza principale quando sono facilmente distinguibili (in termini di luminosità e colore) dalle altre stelle “normali”. Al contrario, in fasi evolutive avanzate le Blue Straggler diventano indistinguibili dalle altre stelle dell’ammasso. Per questo, fino ad oggi, era stata identificata soltanto una BSS in una fase avanzata di evoluzione.

Ora, grazie alla “bilancia cosmica”, i ricercatori di Bologna sono riusciti finalmente a smascherare un’altra Blue Stragglerevoluta, con una massa pari a 1.4 volte quella del Sole, nell’ammasso globulare 47 Tucanae. Ferraro spiega l’idea che sta alla base del procedimento utilizzato: “l’abbondanza di un dato elemento chimico misurata dalle righe di assorbimento degli atomi ionizzati è fortemente legata alla massa stellare, mentre tale dipendenza è trascurabile se si usano le righe spettrali dello stesso elemento allo stato neutro. Poiché le abbondanze di tale elemento ottenute dalle due misurazioni devono concordare tra loro, la differenza tra i due valori può essere utilizzata per ricavare la massa della stella. La differenza tra le due abbondanze chimiche può essere quindi considerata come l’indice di una bilancia a due piatti: quando si sceglie il valore di massa corretto, l’indice punta sullo zero”. Questo metodo “permette di stimare in modo accurato differenze di massa tra stelle, indipendentemente dal fatto che esse siano normali o anomale”, aggiunge Massari. Per i ricercatori, la scoperta non solo coincide con una nuova identificazione di BSS evoluta ma apre anche una nuova frontiera per lo studio di questi oggetti.