Trovato il cimitero di stelle morte della Via Lattea


La prima mappa del “mondo sotterraneo galattico” – una carta dei cadaveri di stelle un tempo massicce che nel frattempo sono collassate in buchi neri e in stelle di neutroni – ha rivelato un cimitero che si estende per tre volte l’altezza della Via Lattea e che quasi un terzo degli oggetti è stato completamente espulso dalla galassia.

Questi resti compatti di stelle morte mostrano una distribuzione e una struttura fondamentalmente diverse da quelle della galassia visibile“, ha dichiarato David Sweeney, dottorando presso il Sydney Institute for Astronomy dell’Università di Sydney e autore principale dell’articolo pubblicato sull’ultimo numero di Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

L’altezza del mondo sotterraneo galattico è più di tre volte superiore a quella della Via Lattea“, ha aggiunto. “E un incredibile 30% di oggetti è stato completamente espulso dalla galassia“.

Le stelle di neutroni e i buchi neri si formano quando le stelle massicce – oltre otto volte più grandi del nostro sole – esauriscono il loro combustibile e collassano improvvisamente. Questo innesca una reazione spontanea che fa esplodere le parti esterne della stella in una titanica supernova, mentre il nucleo continua a comprimersi su se stesso fino a quando – a seconda della massa di partenza – diventa una stella di neutroni o un buco nero.

Nelle stelle di neutroni, il nucleo è così denso che elettroni e protoni sono costretti a combinarsi a livello subatomico in neutroni, comprimendo la massa totale in una sfera più piccola di una città. Se la massa della stella originaria è superiore a 25 volte quella del nostro Sole, il collasso guidato dalla gravità continua, fino a quando il nucleo è così denso che nemmeno la luce può sfuggire. Entrambi i tipi di cadaveri stellari deformano lo spazio, il tempo e la materia che li circonda.

Sebbene se ne siano formate a miliardi fin dalla giovinezza della galassia, queste esotiche carcasse sono state gettate nell’oscurità dello spazio interstellare dalla supernova che le ha create, e quindi sono sfuggite alla vista e alla conoscenza degli astronomi, fino ad oggi.

Ricreando attentamente l’intero ciclo di vita delle antiche stelle morte, i ricercatori hanno costruito la prima mappa dettagliata che mostra dove si trovano i loro cadaveri.

Uno dei problemi per trovare questi antichi oggetti è che finora non avevamo idea di dove cercare“, ha dichiarato il professor Peter Tuthill, dell’Istituto di Astronomia di Sydney, coautore del lavoro.

Le stelle di neutroni e i buchi neri più antichi sono stati creati quando la galassia era più giovane e aveva una forma diversa, per poi subire complessi cambiamenti nell’arco di miliardi di anni. È stato un compito importante modellare tutto questo per trovarle“.

Le stelle di neutroni e i buchi neri di nuova formazione sono conformi alla galassia odierna, quindi gli astronomi sanno dove cercare. Ma le stelle di neutroni e i buchi neri più vecchi sono come fantasmi che infestano ancora una casa demolita molto tempo fa, quindi sono più difficili da trovare.

È stato come cercare di trovare il mitico cimitero degli elefanti“, ha detto il professor Tuthill, riferendosi al luogo in cui, secondo la leggenda, gli elefanti anziani vanno a morire da soli, lontano dal loro gruppo. “Le ossa di queste rare stelle massicce dovevano essere là fuori, ma sembravano avvolte nel mistero“.

Vista a colori dall’alto e laterale della Via Lattea.

Sweeney ha aggiunto che “il problema più difficile che ho dovuto risolvere nella ricerca della loro vera distribuzione è stato quello di tenere conto dei ‘calci’ che ricevono nei momenti violenti della loro creazione. Le esplosioni delle supernove sono asimmetriche e i resti vengono espulsi ad alta velocità, fino a milioni di chilometri all’ora e, cosa ancora peggiore, questo avviene in una direzione sconosciuta e casuale per ogni oggetto“.

Ma nulla nell’universo rimane fermo a lungo, quindi anche conoscere le probabili entità dei colpi esplosivi non era sufficiente: i ricercatori hanno dovuto scavare nelle profondità del tempo cosmico e ricostruire come si sono comportati nel corso di miliardi di anni.

È un po’ come nel biliardo“, sottolinea Sweeney. “Se si sa in che direzione viene colpita la palla e con quale forza, si può 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“.

Infine, a differenza di un tavolo da biliardo, non c’è attrito, quindi non rallentano mai. Quasi tutti i resti che si sono formati sono ancora là fuori, scivolando come fantasmi nello spazio interstellare“.

Gli intricati modelli costruiti insieme al dottor Sanjib Sharma, ricercatore dell’Università di Sydney, e al dottor Ryosuke Hirai della Monash University, hanno codificato il luogo in cui le stelle sono nate, dove hanno incontrato la loro fine infuocata e la loro eventuale dispersione durante l’evoluzione della galassia.

Vista laterale e dall’alto a colori del mondo sotterraneo galattico della Via Lattea.

Il risultato finale è una mappa di distribuzione della necropoli stellare della Via Lattea.

È stato un po’ uno shock“, ha detto il dottor Sharma. “Lavoro ogni giorno con le immagini della galassia visibile che conosciamo oggi e mi aspettavo che il mondo sotterraneo galattico fosse sottilmente diverso, ma simile a grandi linee. Non mi aspettavo un cambiamento così radicale nella forma“.

Nelle mappe generate, i caratteristici bracci a spirale della Via Lattea scompaiono nella versione “mondo sotterraneo galattico”. Questi sono completamente sbiaditi a causa dell’età della maggior parte dei resti e degli effetti di offuscamento dei calci energetici delle supernovae che li hanno creati.

Ancora più intrigante, la vista laterale mostra che il mondo sotterraneo galattico è molto più “gonfio” della Via Lattea, risultato dell’energia cinetica iniettata dalle supernovae che le eleva in un alone intorno alla Via Lattea visibile.

Forse la scoperta più sorprendente del nostro studio è che i calci sono così forti che la Via Lattea perderà completamente alcuni di questi resti“, ha detto il dottor Hirai. “I calci sono così forti che circa il 30 per cento delle stelle di neutroni viene scagliato nello spazio intergalattico, per non tornare mai più“.

Vista divisa tra la galassia visibile e il suo mondo sotterraneo galattico.

Tuthill ha aggiunto che “per me, una delle cose più interessanti che abbiamo trovato in questo lavoro è che anche il quartiere stellare locale intorno al nostro sole è probabile che abbia questi visitatori fantasma di passaggio. Statisticamente, il nostro resto più vicino dovrebbe trovarsi a soli 65 anni luce di distanza: più o meno nel nostro cortile, in termini galattici“.

La parte più emozionante di questa ricerca è ancora davanti a noi“, conclude Sweeney. “Ora che sappiamo dove cercare, stiamo sviluppando le tecnologie per andare a caccia. Scommetto che il ‘mondo sotterraneo galattico’ non rimarrà avvolto nel mistero ancora per molto“.

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