L’Evoluzione Dinamica degli Ammassi di Stelle

L’Evoluzione Dinamica degli Ammassi di Stelle

Un nuovo studio, basato su osservazioni del telescopio Hubble, indaga sull’evoluzione degli ammassi di stelle nella Grande Nube di Magellano, e sui processi in base ai quali, nonostante la loro età comune, questi raggruppamenti stellari possano variare notevolmente nella forma e nell’aspetto.

Ricerche precedenti relative alla formazione e all’evoluzione degli ammassi stellari suggeriscono che questi sistemi tendano ad essere compatti e densi alla loro nascita, prima di espandersi per diventare ammassi di varie dimensioni. Le osservazioni del telescopio Hubble relative agli ammassi nella Grande Nube di Magellano consentono agli astronomi di ottenere maggiori informazioni sulle variazioni di forma e dimensione degli ammassi di stelle.

Gli ammassi stellari raggruppano insieme fino a un milione di stelle e sono sistemi attivi, in cui la mutua attrazione gravitazionale tra le stelle modifica la loro struttura nel corso del tempo, un processo che gli astronomi chiamano evoluzione dinamica. A causa di queste interazioni, le stelle massicce tendono a dirigersi progressivamente verso la regione centrale di un ammasso, mentre quelle di piccola massa possono arrivare a sfuggire dal sistema. Questo meccanismo provoca una contrazione progressiva del cuore dell’ammasso su tempi scala differenti, e implica che gli ammassi con la medesima età cronologica possano variare notevolmente nella forma e nell’aspetto, per via delle loro differenti “età dinamiche”.

La Grande Nube di Magellano, situata a circa 160.000 anni luce da noi, è una galassia satellite della Via Lattea, che ospita ammassi stellari con un vasto range di età. In questo è differente dalla Via Lattea, che ospita per lo più ammassi stellari antichi. La distribuzione di dimensioni come funzione dell’età, osservata per gli ammassi nella Grande Nube, si e rivelata assai misteriosa, dal momento che i giovani ammassi sono tutti compatti, mentre i sistemi più vecchi presentano dimensioni sia piccole che grandi. Tutti gli ammassi stellari ospitano un tipo speciale di stelle chiamate vagabonde blu: in alcune circostanze, le stelle ricevono carburante extra che le rende più massicce e più luminose, ringiovanendole. Questo avviene se una stella sottrae materiale da una sua compagna oppure nel caso di collisione tra due stelle.

Come risultato dell’invecchiamento dinamico, le stelle più pesanti precipitano verso il centro di un ammasso via via che aumenta la sua età, in un processo simile alla sedimentazione, chiamato segregazione centrale. La luminosità delle vagabonde blu le rende facili da osservare, e la loro massa elevata implica che siano soggette alla segregazione centrale e che quindi possano essere utilizzate per stimare l’età dinamica di un ammasso di stelle. Francesco Ferraro dell’Università di Bologna e il suo team hanno utilizzato il telescopio Hubble per osservare vagabonde blu in cinque vecchi ammassi della stessa età, ma di differenti dimensioni, situati nella Grande Nube, riuscendo a classificarli sulla base della loro età dinamica.

“Abbiamo dimostrato che le differenti strutture degli ammassi stellari sono dovute a vari livelli di invecchiamento dinamico: presentano una forma fisicamente differente, a dispetto del fatto che si siano formati nello stesso periodo cosmico. Questa è la prima volta in cui sono stati misurati gli effetti dell’invecchiamento dinamico negli ammassi della Grande Nube”, spiega Ferraro. I risultati forniscono nuovi indizi sulla storia di formazione e sull’evoluzione dei raggruppamenti stellari in generale.

Nell’immagine del telescopio Hubble l’antico ammasso globulare NGC 1466, situato alle periferie della Grande Nube di Magellano. La sua massa è di circa 140.000 Soli e la sua età è quasi antica quanto l’universo stesso: ha ben 13,1 miliardi di anni.
Credit: ESA/Hubble & NASA

https://www.spacetelescope.org/news/heic1915/