Stelle e galassia – parte 2ª

di Marco Massa

Non hai letto la prima parte? Eccola

 

AMASSI APERTI
Gli ammassi aperti sono costituiti da stelle legate tra di loro dall’attrazione gravitazionale. Esistono perché le stelle si formano generalmente in gruppi, a partire da una stessa nebulosa che, condensando, si frantuma. Quindi, quando si osserva un ammasso aperto, si stanno osservando stelle che hanno circa la stessa età e si trovano alla stessa distanza da noi.

Essendo nate dalla stessa nebulosa hanno anche una composizione chimica molto simile tra di loro. L’unica cosa che le differenzia è la massa. Per questi motivi lo studio degli ammassi aperti è molto importante in astrofisica. Dato che l’attrazione gravitazionale che lega le stelle degli ammassi aperti non è molto intensa, il moto di rotazione dell’ammasso intorno alla galassia tende a frantumarlo. In genere un ammasso si disgrega in qualche centinaio di milioni di anni. Per questo, quando osserviamo un ammasso aperto, stiamo osservando stelle relativamente giovani. Possiamo capire l’età di un ammasso osservando le stelle al suo interno. Se contiene molte giganti blu luminose è più giovane perché le giganti blu sono stelle dalla vita breve. Se è più vecchio conterrà più giganti rosse e se è ancora più vecchio solo stelle più piccole perché le stelle giganti sono già esplose.

In genere gli ammassi aperti si trovano lungo i bracci di spirale delle galassie, dove la formazione stellare è più attiva. Molti ammassi aperti sono visibili ad occhio nudo. Il più famoso e bello è sicuramente quello delle Pleiadi nella costellazione del Toro, stelle giovani distanti 440 anni luce. (vedi la foto da me ripresa con telescopio Baker–Schmidt e camera digitale Canon d70).

 

 

Sono ben visibili dal nostro emisfero anche l’ammasso delle Iadi nella costellazione del Toro, l’ammasso del Presepe nel Cancro, l’ammasso della Chioma di Berenice e l’ammasso M7 nello Scorpione. Gli ammassi aperti hanno estensione di alcune decine di anni luce e vi si contano da poche decine fino ad alcune centinaia di stelle.

AMMASSI GLOBULARI
Incomparabilmente più ricchi di stelle che non gli ammassi aperti sono gli “ammassi globulari”, detti così per la forma sferica, a globo. Annoverano da decine di migliaia a centinaia di migliaia di stelle agglomerate nel raggio di un centinaio di anni luce. Gli ammassi globulari sono sistemi stellari lontanissimi, situati a decine di migliaia di anni luce e distribuiti in un insieme sferico concentrico con la Galassia e costituiscono, insieme a stelle sparse, l’alone che circonda il disco galattico. La presenza dell’alone non è così evidente come quella del disco e gli astronomi si sono resi conto della sua esistenza dopo decenni di osservazioni telescopiche e deduzioni. Gli ammassi globulari, come tutta la popolazione di stelle dell’alone, non partecipano al moto di rotazione del disco della Galassia, ma seguono lentamente, attorno al nucleo galattico, orbite ellittiche con tutte le possibili inclinazioni rispetto al piano della Galassia.

Ad ogni rivoluzione, che avviene in circa trecento milioni di anni, gli ammassi globulari attraversano due volte il disco galattico, ma l’enorme spazio vuoto fra stella e stella, sia negli ammassi sia ancora di più nel disco, rende estremamente improbabile la collisione fra due stelle. Inoltre, malgrado il grande spazio esistente fra l’una e l’altra, le stelle di un ammasso globulare sono assai più fitte di quelle che popolano il disco; il legame gravitazionale che le tiene unite è molto forte e perciò questi ammassi possono sopravvivere a numerose rivoluzioni senza essere disgregati dalle forze gravitazionali della Galassia. L’unica cosa che succede a questi sistemi, in seguito agli attraversamenti del disco, è di venire ripuliti della materia interstellare che, infatti, negli ammassi globulari risulta del tutto inesistente. Ciò comporta che negli amassi globulari non nascano stelle al contrario di quanto avviene nei bracci a spirale dove si trovano le nebulose diffuse che sono le grandi matrici delle stelle. Gli ammassi globulari sono i più antichi sistemi stellari che si conoscono nella Galassia; hanno infatti età dell’ordine di 13 miliardi di anni e sono nati nell’era primordiale di formazione della nostra isola di universo.

Il paradosso degli ammassi globulari sta nel fatto che pur essendo oggetti molto vecchi e contenendo molte fra le stelle più vecchie della nostra Galassia, annoverano anche giovani stelle blu. Dagli studi effettuati con telescopi a terra e grazie alle ricerche effettuate con il telescopio spaziale Hubble, sono stati proposti due processi che possono portare alla formazione delle stelle azzurre. Il più probabile è quello di sistemi binari, estremamente stretti, dove la stella più piccola succhia l’idrogeno dalla compagna gigante rossa, più massiccia. Il nuovo combustibile ingrossa la stellina trasformandola in giovane stella azzurra.

L’altro processo è dovuto alla collisione violenta di due astri in un ambiente stellare abbastanza denso come può essere la zona centrale dell’ammasso globulare. In questi scontri immani le due stelle vecchie coinvolte si fondono formando un solo corpo celeste e dando origine ad una gigante blu.

L’AMMASSO GLOBULARE OMEGA CENTAURI

Nel 1677, Edmond Halley diede il nome di “Omega Centauri” a quello che pensava fosse una stella nella costellazione del Centauro, ben visibile dall’emisfero australe. Più tardi, nel 1830, John Herschel con l’ausilio dei suoi telescopi capì che si trattava in realtà di un ammasso globulare che poteva essere risolto in singole stelle. Oggi sappiamo che Omega Centauri è il più massiccio e luminoso ammasso globulare nella Via Lattea a 18 mila anni luce da noi, composto da diversi milioni di stelle che hanno un’età di circa 12 miliardi di anni. (vedi la foto da me ripresa dalla Namibia, al confine con il Sud Africa, con telescopio rifrattore William Optics e camera digitale Canon 20Da).

La natura di Omega Centauri è stata a lungo dibattuta sul fatto che fosse davvero un ammasso globulare o invece il cuore di una galassia nana che ha perso le stelle più periferiche, oggi sparse nella Via Lattea. Infatti, quando una galassia nana interagisce con una galassia massiccia come la nostra, almeno una parte delle sue stelle le viene strappata dalla forza di marea. Le stelle strappate dall’ammasso non sono più legate a esso ma hanno orbite simili. I dati delle proprietà dinamiche delle stelle di Omega Centauri e di quelle nelle regioni a esso circostanti hanno permesso ai ricercatori di dimostrare la presenza di questo flusso stellare verso la nostra galassia. Il prossimo passo sarà quello di migliorare il modello teorico che descrive questa struttura per ricostruire con maggiore precisione la storia evolutiva della galassia nana progenitrice di Omega Centauri. È possibile che nel cuore dell’ammasso si annidi un buco nero di massa intermedia, 40.000 volte più “massiccio” del Sole.

 

Continua nella parte 3a