Mentre la volta scorsa si e’ parlato di “aggregazioni” stellari in cui le componenti sono giovani, luminose e tendono a disperdersi dopo un dato periodo, in questa pagina parleremo di “aggregazioni” stellari in cui le componenti sono vecchie (ma sembrano giovani dando agli astronomi un bel paradosso da dover spiegare) e tendono ad aggregarsi verso il centro a formare oggetti cosmici unici e particolarissimi detti AMMASSI GLOBULARI.
Come si puo’ ben vedere dalla foto qui sopra, gli ammassi globulari hanno, nella maggior parte dei casi, una forma a sfera, da cio’ deriva la loro definizione (globus=sfera). La concentrazione stellare all’interno del bulge (il centro dell’ammasso) e’ elevatissima: si parla di 0,4 stelle per parsec (*) cubico nelle zone esterne e 100 (in alcuni casi anche 1000 stelle) per parsec cubico nelle regioni interne dell’ammasso; nella regione dove si trova il nostro Sole abbiamo una concentrazione pari a 0,003 stelle per anno luce cubico. Sono solitamente collocati nell’alone galattico, leggermente o del tutto esterni al piano galattico dove si concentra la maggior parte degli oggetti visibili. Nella nostra galassia, a oggi ne sono stati censiti 158, con il limite visivo verso il centro galattico che a causa delle polveri e del gas, ci risulta ancora inesplorato nella maggior parte.
Ogni galassia posside degli ammassi globulari e piu’ e’ grande la galassia piu’ il suo numero sembra elevato; per confronto si pensi che una galassia gingante come M87 ne possiede circa 10.000.
Gli ammassi globulari possiedono una popolazione stellare molto vecchia (detta popolazione II) rispetto agli ammassi aperti di cui abbiamo gia’ parlato. Sono essenzialmente composti da stelle a bassa metallicita’, cioe’ formate dalla prima generazione di stelle dopo la nascita dell’Universo. E’ rarissimo, se non del tutto escluso, trovare stelle di nuova formazione in un ammasso globulare; si posso invece trovare le vagabonde blu (di cui si parla piu’ avanti in questo articolo); ma non sono gli unici elementi esotici che li compongono: si e’ trovato infatti la presenza di nane bianche, stelle binarie a raggi X e pulsar millisecondo (pulsar che hanno un periodo di rotazione compreso fra 1 e 10 millisecondi).
I componenti piu’ esotici degli ammassi globulari pero’, secondo recenti studi e risultati alla mano, paiono essere massicci buchi neri al centro degli ammassi stessi. Se ne e’ trovata traccia in M15 nella costellazione del Pegaso: il buco nero presente in questo ammasso e’ stimato in 4000 masse solari. Le dimensioni dei buchi neri negli ammassi globulari sembrano essere di natura intermedia: cioe’ si collocano fra i buchi neri di dimensione stellare e quelli supermassicci che si trovano al centro delle galassie.
Nonostante la grande densita’ di stelle nei nuclei di questi oggetti, si e’ scoperto un sistema planetario attorno a una pulsar proprio nell’ammasso M4. Si tratta della pulsar PSR B1620-26 e si tratta anche di un furto in piena regola!!!! Il sistema planetario si sarebbe formato altrove e poi sarebbe stato catturato dalla pulsar cominciando a ruotarvi attorno (come descritto nello schema qui sotto).
Una prima classificazione di questi oggetti, basandosi sulle loro componenti, fu fatta dall’astronomo olandese Oosterhoff e si basa sulla metallicita’ delle stelle che compongono l’ammasso (in astronomia le stelle che hanno componenti oltre l’elio sono considerate metalliche). Si e’ potuto classificare con esattezza gli ammassi collocati in prossimita’ dell’alone galattico come poveri di metalli, mentre gli altri (detti ricchi di metalli) sono dislocabili nel bulge galattico (centro galattico). Essendo dunque a maggioranza popolazione stellare di tipo II, la ricchezza di metallicita’ e’ associabile a eventi che ne abbiano arricchito il contenuto come le fusioni galattiche.
La formazione di un ammasso globulare e’ attualmente oggetto di studio, essendo infatti oggetti molto vecchi, e’ difficile determinarne il trascorso evolutivo; ci sono molte ipotesi. Si sono fatti comunque passi avanti nella determinazione di alcuni aspetti che riguardano la loro formazione: si e’ potuto affermare che la loro formazione sembra piu’ probabile nelle regioni dello spazio dove la densita’ delle polveri e gas da dove nascono le stelle, sia maggiore come nelle regioni starburst (**). Le stelle di grande massa che nascono in queste regioni, si trovano molto vicine fra loro ed entrano subito in una fase di interazione; in questa fase le velocita’ di rotazione e spostamento delle stelle nello spazio, si modificano ed e’ quindi difficile ricostruirne i dati iniziali. In questa fase, il periodo che la stella impiega ad attraversare l’ammasso e’ detto tempo di rilassamento.
Si pensa che un buon esempio di cio’ che esista all’inizio, prima che le stelle diano forma all’ammasso globulare, sia l’oggetto denominato Westerlund 1 nella costellazione dell’Altare a una distanza di 12 / 16 mila anni luce dalla Terra.
Una cosa che si e’ potuto derminare con certezza, e’ che la luminosita’ degli ammassi globulari decresce all’avvicinarsi del nucleo. In oltre si e’ potuto derminare il tipo di distribuzione delle stelle (massicce e nane) che formano gli ammassi: si parte dal collasso del nucleo, cioe’ da quel processo in cui la parte centrale esercita forze gravitazionali su cio’ che gli ruota attorno (questo fenomeno e’ dertminato dall’alta densita’ stellare nel nucleo stesso), formando una gerarchia di oggetti ordinatamente distribuiti. A questo punto le stelle massicce vengono messe in movimento perdendo il loro moto vettoriale e il loro momento angolare iniziali e tendendo a dirigersi verso il nucleo dell’ammasso, mentre le piu’ piccole accellerano e tendono ad andare verso l’esterno dell’ammasso. La massiccia concentrazione di stelle attorno al nucleo e’ detta segregazione stellare. Grazie ad Hubble si sono trovate le prove osservative di questo comportamento stellare.
Durante questo processo si e’ recentemente scoperto che l’alta densita’ all’interno degli ammassi permette due processi che portano alla formazione delle vagabonde blu: la collisione e il “vampirismo”. Nella prima fase le stelle di massa piu’ o meno simile si scontrano dando origine a una nuova stella, nel secondo caso una delle due stelle risucchia il materiale dall’altra spolpandola completamente! Anche in questo caso abbiamo la nascita di un solo soggetto piu’ luminoso delle progenitrici!
E’ proprio di questi giorni la notizie di un team di ricercatori italiani dell’Universita’ di Bologna che ha portato a termine uno studio sugli ammassi globulari e le vagabonde blu svelando “l’enigma delle stelle bambine“. Per dirla con le parole del responsabile del team, Francesco Ferraro, “E’ come vedere dei bambini in una foto di gruppo di un ospizio per anziani. Viene spontaneo chiedersi cosa ci facciano lì! “, e’ in dubbio che il mistero andava svelato!!! Il team ha determinato i processi che portano ai fenomini di collisione e “vampirismo” stellare che permetterebbero agli ammassi globulari di rifersi il make-up e sembrare piu’ giovani! L’importanza della scoperta e’ tale che il loro articolo e’ stato pubblicato sulla rivista Nature il 24 dicembre 2009.
Come accennato prima, il paradosso degli ammassi globulari sta nel fatto che sono oggetti molto vecchi (almeno quanto la galassia che li ospita), ma sono dotati anche di stelle giovani, la’ dove le stelle non avrebbero neanche il materiale a disposizione per formarsi!!!! Lo studio delle stelle dell’ammasso globulare M30, grazie anche al contrubuto del grandissimo Telescopio Spaziale Hubble, ha potuto evidenziare che i due modi che portano alla nascita delle vagabonde blu (collisione e vampirismo) sono facilmente identificabili sulla misurazione della temperatura e la luminostia’ delle vagabonde stesse. Quelle nate dalla collisione risultano essere piu’ calde e meno luminose, al contrario quelle “vampirizzate” sono piu’ luminose, ma piu’ fredde!
Per ottenere questo strordinario risultato, si sono affidati alle capacita’ di Hubble che e’ riuscito a separare queste stelle che tendono ad andare verso il nucleo (perche’ piu’ pesanti); dice Ferraro “44 immagini […scattate da Hubble..] sono state combinate insieme per ottenere una visione nitida e profonda del nucleo dell’ammasso, sufficiente da poter distinguere le due famiglie di stelle bambine”. D’altra parte la concentrazione stellare in questa zona e’ di 20.000 volte maggiore di quella che c’e’ nei dintorni di casa nostra, il Sole!!!!
Chi volesse leggere tutto l’articolo in italiano del team di Bologna puo’ clikkare qui
Per chi volesse vedere le spettacolari foto e filmati del sito di Hubble (in inglese) puo’ clikkare qui
Dal Cosmo e’ tutto……..
Francesca 74
(*) parsec= ricodiamo che 1 parsec equivale a 3,26 anni luce
(**) regioni starburst: regioni dello spazio con altissima formazione stellare e conseguente nascita di stelle massicce e quindi di breve vita; formazione stellare spesso innescata dall’interazione fra due galassie in fusione.