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SAO 206462, la struttura del disco a spirale

L’immagine mostra due braccia a spirale che emergono dal disco di accrescimento composto essenzialmente da gas attorno a SAO 206462, una stella ancora giovane che si trova nella costellazione del Lupo. Le osservazioni sono state realizzate con il telescopio Subaru grazie allo strumento HiCIAO. Il disco si estende per circa 10 miliardi di chilometri equivalente a circa due volte l’orbita di Plutone.
Credit: NAOJ/Subaru

Da quando Galileo puntò per la prima volta il telescopio verso il cielo, gli astronomi hanno studiato una grande varietà di stelle catalogandone alcune decine di milioni, come stelle nane, stelle giganti, stelle esplose, stelle binarie e così via. Si potrebbe pensare di aver osservato ogni tipo di stella nella Via Lattea ma di recente il telescopio Subaru ha regalato ai ricercatori una sorpresa: una stella dove sono presenti braccia a spirale. 

La stella è stata denominata SAO 206462 e si trova a più di 400 anni-luce nella costellazione del Lupo. Si tratta di una stella ancora giovane in termini di evoluzione stellare che ha attratto l’attenzione degli astronomi a causa della presenza di un disco circumstellare, cioè un disco di accrescimento composto di polvere e gas che circonda la stella, all’interno del quale gli scienziati ritengono che possano esistere protopianeti in formazione. Ma osservando più attentamente sono stati rivelati braccia a spirale, un fatto decisamente sorprendente dato che queste strutture si osservano di solito nelle galassie. Una delle ipotesi è che la presenza dei bracci a spirale può essere un segnale della formazione dei pianeti. Tuttavia, ciò non è ancora chiaro e i ricercatori sottolineano che eventuali i processi non correlati alla formazione di pianeti potrebbero dar luogo a queste strutture insolite. Insomma, finchè non avremo più informazioni o finchè non saranno rivelati gli stessi pianeti, non possiamo attualmente essere certi su quale sia la vera origine di queste strutture a spirali.

Una coppia stellare molto ‘stretta’

L’immagine illustra le due stelle nane rosse di tipo spettrale M4 che orbitano l’una attorno all’altra ogni 2,5 ore circa proiettate verso un destino comune: la formazione, forse, di una singola stella.
Credit: J. Pinfield, RoPACS network

Grazie ad una serie di osservazioni realizzate mediante il telescopio ad infrarossi UKIRT (United Kingdom Infrared Telescope) situato nelle Hawaii, un gruppo di astronomi hanno scoperto una coppia di stelle che orbitano l’una attorno all’altra in meno di quattro ore. Il fatto sorprendente è che fino ad oggi si era pensato che un tale sistema stellare non potesse esistere.

E’ noto che almeno il 50% delle stelle presenti nella Via Lattea appartengono, a differenza del Sole, ad un sistema binario in cui le stelle orbitano l’una attorno all’altra sin dalla loro nascita. Gli astronomi hanno da sempre pensato che se una coppia stellare risulta molto stretta, in termini di distanza, accade che le due stelle finiranno per fondersi (merging) formando una singola stella molto più grande, un fatto in accordo con le osservazioni degli ultimi trent’anni. Oggi, per la prima volta, il gruppo di ricercatori hanno investigato i sistemi binari formati dalle nane rosse, cioè stelle che sono almeno dieci volte più piccole e migliaia di volte meno luminose del Sole. Dopo una serie di osservazione condotte negli ultimi cinque anni, il telescopio UKIRT ha permesso di monitorare la luminosità di centinaia di migliaia di stelle, incluse migliaia di nane rosse, grazie alla sensibilità dello strumento Wide-Field Camera, un progetto di ricerca che fa parte del programma European (FP7) denominato Initial Training Network ‘Rocky Planets Around Cool Stars’ (RoPACS). “Con nostra sorpresa, abbiamo trovato diverse coppie composte da nane rosse che hanno un periodo orbitale inferiore a 5 ore, un fatto che era considerato impossibile”, spiega Bas Nefs del Leiden Observatory in Olanda. “Ciò implica che dobbiamo ripensare nuovamente alla formazione ed evoluzione di questi particolari sistemi binari”. Per tentare di spiegare come mai tali coppie possano esistere sono state introdotte due ipotesi: la prima si basa sul fatto che le orbite si siano, per così dire, ristrette durante il corso dell’evoluzione stellare; la seconda, invece, si basa sul fatto che tali sistemi stellari ‘freddi’ sono molto più attivi e violenti di quanto si era precedentemente pensato.

ArXiv: Four ultra-short period eclipsing M-dwarf binaries in the WFCAM Transit Survey

Pianeti ‘freddi’ che ‘vivono’ grazie alla materia scura

Nonostante nessuno sa, almeno per ora, cosa sia effettivamente la materia scura, anche se esistono dei modelli che suggeriscono che si tratti di particelle massicce che interagiscono debolmente con la materia (wimps), alcuni ricercatori ne fanno “uso” avanzando delle ipotesi in base alle quali essa potrebbe produrre, in particolari condizioni, abbastanza “calore” da riscaldare persino un pianeta.

E’ l’idea di due fisici del FermilabDan Hooper e Jason Steffen, che hanno pubblicato una teoria dove quei pianeti che non ricevono sufficiente radiazione dalla propria stella, potrebbero essere invece “riscaldati dalla materia scura”. Secondo questo modello, la materia scura potrebbe influire anche sulla presenza di vita in questa categoria di “pianeti freddi” che si trovano al di fuori della cosiddetta zona abitabile. Il modello di Hooper e Steffen suggerisce che la materia scura venga intrappolata dalla gravità del pianeta la cui interazione con le particelle produce emissione di radiazione che va a “riscaldare”, per così dire, la superficie del pianeta. Naturalmente, l’effetto che potrebbe avere un tale processo fisico su un pianeta come la Terra è trascurabile, ma può diventare significativo in quelle regioni dello spazio dove esiste una elevata densità di materia scura. Questo processo potrebbe aprire una sorta di “nuovo canale” verso la ricerca di pianeti extrasolari. Nelle regioni più centrali della Via Lattea, la densità di materia scura è di fatto centinaia o forse migliaia di volte superiore a quella presente nel Sistema Solare ed è proprio in queste regioni dello spazio che Hooper e Steffen sperano di trovare il primo pianeta che abbia una temperatura superficiale abbastanza “gradevole”, si fa per dire, grazie all’azione dovuta alla materia scura. Una idea molto affascinante se pensiamo che mentre i pianeti “tradizionali” sono legati al ciclo evolutivo della propria stella, i pianeti “dipendenti” dalla materia scura hanno il vantaggio di vivere più a lungo, dell’ordine di qualche trilione di anni. Hooper e Steffen ammettono che, al momento, non c’è modo di rivelare questi pianeti “fortunati” ma, forse, in futuro tutto questo potrebbe diventare possibile.

ArXiv: Dark Matter And The Habitability of Planets

Stelle massicce come ‘trottole’ primordiali

L’immagine mostra una simulazione al computer relativa alla formazione delle prime stelle in rapida rotazione.
Credits: A. Stacy, University of Texas

Secondo uno studio sull’evoluzione stellare delle stelle di grande massa, le ‘prime’ stelle che popolarono l’Universo non furono solamente immense ma, probabilmente, esse ruotarono molto velocemente. Queste stelle primordiali si sono esaurite molto tempo fa ma gli astronomi sono in grado di capire come si presentavano andando a studiare le generazioni stellari successive.

Un gruppo di ricercatori, guidati da Cristina Chiappini dell’Astrophysical Institute di Potsdam in Germania e INAF, hanno riesaminato i dati del Very Large Telescope di un ammasso stellare vecchio di circa 12 miliardi di anni. Essi hanno trovato livelli elevati di metalli, un segnale che indica che si tratta di popolazioni molto antiche di stelle, addirittura, forse, tra le ‘prime’ ad apparire nell’Universo, e i dati suggeriscono che si trattava di stelle massicce che ruotavano molto rapidamente. Questi risultati sono importanti perchè una stella che ruota velocemente vive più a lungo e può avere un destino diverso rispetto alle stelle che ruotano, invece, più lentamente. Ora, secondo il modello cosmologico standard, circa 200 milioni di anni dopo il Big Bang si formavano le ‘prime’ stelle, che erano costituite principalmente di idrogeno ed elio e che vissero una vita molto breve, esaurendosi in giovane età. Raggiunte le fasi finali della loro evoluzione, esse esplosero dando luogo a supernovae rendendo così lo spazio ricco di elementi base da cui si crearono, successivamente, le future stelle. Ma se le prime stelle furono delle vere e proprie “centrifughe stellari” alcune di loro si esaurirono producendo un gamma-ray burst e la cui radiazione potrebbe essere rivelata oggi dai satelliti come Swift.

[Abstract: Imprints of fast-rotating massive stars in the Galactic Bulge]

Una nuova classificazione per Tau Scorpii?

Il campo magnetico di Tau Scorpii ricostruito tramite la tecnica dello Zeeman-Doppler imaging.
Credit: Pascal Petit

Le stelle vengono nominate una volta che viene individuato il prototipo di un certo tipo di classe. Per esempio, nel caso delle variabili Cefeidi il loro nome deriva dalla stella variabile Delta Cephei, scoperta da John Goodricke nel 1784, anche se Eta Aquilae, un’altra cefeide, venne riconosciuta come stella variabile e con lo stesso periodo ancora prima che fosse individuata la stessa Delta Cephei. Dalla classificazione di Goodricke, sono state poi scoperte molte altre classi di stelle dalla T Tauri, a W Ursa Majoris a Delta Scorpii.

A volte succede che le stelle devono attendere prima che più mebri della loro classe siano stati individuati. Tau Scorpii è una stella massiccia di tipo spettrale B0, con una età di qualche milione di anni, e una delle stelle più rare per cui i campi magnetici siano stati misurati. Gli studi su Tau Scorpii hanno messo in evidenza che il suo campo magnetico è alquanto complesso rispetto a quello presente in altre stelle e in più non esibisce una distribuzione dipolare marcata. E’ stato inoltre osservato che la stella possiede deboli venti stellari, e perciò un tasso di perdita di massa estremamente basso, rispetto a quelli misurati nella maggior parte delle stelle di tipo B0. Le righe spettrali sono compatibilmente tipiche delle stelle di sequenza principale e delle stelle giganti giovani.

Per studiare meglio questa stella molto peculiare, gli astronomi hanno scoperto due altre stelle che sono alquanto simili a Tau Scorpii. Denominate con le sigle HD 66665 e HD 63425, le due stelle sono state individuate dai loro spettri anomali grazie alle osservazioni condotte con il Canada-France-Hawaii Telescope. I ricercatori, guidati da Véronique Petit della West Chester University, hanno trovato che esse esibiscono una fenomenologia simile a Tau Scorpii sia in termini di venti stellari che di campi magnetici. In altre parole, Tau Scorpii, HD 66665 e HD 63425 potrebbero rappresentare una nuova classe di stelle. Naturalmente, serviranno altre informazioni per confermare, o meno, se queste due nuove stelle siano effettivamente del tipo Tau Scorpii.

Una stella che si fa un ‘pisolino’

Una stella acquisisce gran parte della propria massa dal disco di accrescimento. L’accrescimento di materia non è probabilmente un processo continuo ma si ritiene avvenga in maniera episodica. Questi eventi casuali determinano forti e violente emissioni di radiazione (burst) durante i quali la protostella appare molto luminosa e il suo disco viene riscaldato e stabilizzato. I burst durano circa alcune centinaia di anni mentre l’intervallo di tempo tra un burst e l’altro può essere dell’ordine di qualche migliaio di anni durante i quali la luminosità della stella è debole e il suo disco si raffredda e si frammenta. Sono proprio questi eventi che darebbero luogo alla formazione di stelle di piccola massa, nane brune e pianeti.

Alcuni astronomi dell’Università di Cardiff ritengono che il lungo “letargo” di una stella giovane potrebbe determinare la formazione di una seconda generazione di stelle più piccole e di pianeti in orbita attorno ad essa.

Da lungo tempo si sospetta che la formazione di materia attorno a stelle giovani non avviene in maniera continua ma accade secondo eventi sporadici determinando brevi emissioni di alta energia associate a queste stelle. Tuttavia, ciò è stato alquanto ignorato nei modelli che spiegano la formazione stellare, ma oggi, grazie allo sviluppo di modelli più avanzati che simulano il comportamento di stelle giovani, Dimitris Stamatellos dell’Università di Cardiff,Anthony Whitworth assieme a David Hubber dell’Università di Sheffield, hanno ottenuto nuovi risultati su come si comportano le stelle durante la loro evoluzione. Mentre le stelle sono ancora giovani, esse sono circondare da dischi di gas e polveri, ed evolvono accrescendo materia da questi dischi. Inoltre, i dischi possono frammentarsi per dar luogo a stelle più piccole, a pianeti e a stelle nane brune, cioè oggetti che sono più grandi dei pianeti ma non grandi abbastanza per iniziare a bruciare l’idrogeno come avviene nel Sole. “Sappiamo che le stelle giovani passano gran parte della fase iniziale della loro vita ‘dormendo’” spiega Stamatellos. “Una volta consumato il pranzo, dovuto al materiale associato al disco di gas e polveri che le circonda, esse si fanno un ‘pisolino’ che può durare alcune migliaia di anni durante i quali la loro luminosità si affievolisce. Intanto i dischi diventano sempre più massicci e rimangono relativamente “freddi” nonostante la presenza della propria stella centrale. Alla fine, i dischi diventano instabili e si frammentano dando luogo a stelle di massa più piccola e a oggetti minori, come stelle nane brune e pianeti“.

I nuovi dati ottenuti dai ricercatori forniscono una spiegazione per la formazione e le proprietà delle stelle che hanno masse inferiori a un quinto la massa del Sole e che si ritiene costituiscano più del 60% di tutte le stelle della Via Lattea. Insomma, pare che il processo di frammentazione del disco di accrescimento sia possibile in natura ed ora si tratta di verificare se tale meccanismo sia il processo dominante nella formazione di stelle di piccola massa e delle nane brune.

ArXiv 1: THE IMPORTANCE OF EPISODIC ACCRETION FOR LOW-MASS STAR FORMATION

ArXiv 2: The lower limits of disc fragmentation and the prospects for observing fragmenting discs

Una stella che non dovrebbe esistere

Al centro dell’immagine SDSS J102915+172927, una stella molto antica che si trova nella costellazione del Leone. La sua massa è inferiore a quella del Sole ed ha una età addirittura superiore a 13 miliardi di anni.
Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2

Un gruppo di astronomi europei hanno osservato una stella nella Via Lattea che secondo molti non dovrebbe esistere. La scoperta, realizzata mediante il Very Large Telescope (VLT), suggerisce che la stella è composta essenzialmente di idrogeno ed elio e di altri elementi presenti in piccole quantità. Secondo la più accreditata teoria dell’evoluzione stellare questa particolare composizione chimica la pone nella cosiddetta “zona proibita” il che implica che la stella non sarebbe nemmeno dovuta formarsi.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ESO Pub: An extremely primitive halo star

MassiveBlack, una simulazione dei ‘primi’ buchi neri supermassicci

L’immagine mostra la distribuzione della materia su larga scala nella simulazione chiamata MassiveBlack. La densità del gas proiettata sul volume totale è rappresentata in due dimensioni nell’immagine sullo sfondo. I due inserti mostrano rispettivamente gli ingrandimenti delle regioni dove si forma il buco nero più massiccio che nell’immagine in alto a destra è alimentato da flussi di gas a bassa temperatura.
Credit: Yu Feng

Un gruppo di ricercatori del Bruce and Astrid McWilliams Center for Cosmology presso la Carnegie Mellon University hanno studiato la causa che determinò una rapida evoluzione dei primi buchi neri supermassicci, più di ogni altro oggetto che apparve nell’Universo delle origini: una ‘dieta’ costante di gas a bassa temperatura.

Durante le fasi primordiali della storia cosmica, tra 700 e 800 milioni di anni dopo il Big Bang, le prime stelle e le prime galassie cominciavano a formarsi e, secondo la teoria dell’evoluzione stellare, i buchi neri avevano dimensioni molto piccole rispetto a quelle delle galassie in cui risiedevano. Ma alcune recenti osservazioni realizzate con la Sloan Digital Sky Survey (SDSS) hanno mostrato che questo non è del tutto vero: giganteschi buchi neri supermassicci esistevano sin già a partire da circa 700 milioni di anni dopo il Big Bang e hanno le stesse dimensioni di quelli che osserviamo oggi dopo quasi 14 miliardi di anni. Come è possibile? Per risolvere questo enigma, i ricercatori hanno costruito la più grande simulazione al computer, denominata MassiveBlack, per studiare i primi miliardi di anni della storia del nostro Universo. I risultati della simulazione sono stati un successo perché hanno permesso di vedere la formazione dei primi quasar apparsi non solo con le dimensioni giuste ma anche nel tempo cosmico così come previsto dal modello cosmologico standard. Inoltre, i ricercatori hanno potuto esplorare l’Universo nelle sue ere primordiali andando ad osservare in dettaglio quelle particolari strutture o eventi che è molto difficile osservare direttamente con i telescopi spaziali. Ma andando ad analizzare le simulazioni sulla formazione dei primi buchi neri supermassicci, i ricercatori si accorsero di qualcosa di sorprendente. Di solito, quando flussi di gas a bassa temperatura si muovono verso un buco nero essi interagiscono con dell’altro gas che si trova nella galassia. Questo processo, che determina prima un innalzamento della temperatura del gas che successivamente diminuisce prima di cadere verso il buco nero, dovrebbe impedire la crescita della massa dei buchi neri fino al valore che osserviamo oggi.

In realtà, la simulazione fa vedere la presenza di piccole strutture a filamenti, quelle che danno luogo alla cosiddetta “cosmic web”, lungo le quali scorrono flussi di gas a bassa temperatura che vanno a finire direttamente sui buchi neri alimentandoli così in modo continuo e veloce. Di conseguenza, la massa dei buchi neri cresce in maniera esponenziale e molto più rapidamente rispetto a quella delle galassie nelle quali essi risiedono. Dunque, dato che una galassia si forma quando ha origine un buco nero, questi risultati diventano estremamente importanti perché ci forniscono una indicazione su come si sono originate le prime galassie e quindi, in maniera più globale, su come si è evoluto l’Universo. Il passo successivo sarà ora quello di ricostruire simulazioni sempre più grandi e complesse per coprire una porzione maggiore dello spazio e del tempo cosmico.

ArXiv 1: Early Black Holes in Cosmological Simulations: Luminosity Functions and Clustering Behaviour

ArXiv 2: COLD GAS FLOWS AND THE FIRST QUASARS IN COSMOLOGICAL SIMULATIONS

Gli ‘esclusivi’ ed ‘elusivi’ buchi neri del CERN

Tutti hanno sentito parlare, almeno una volta, di buchi neri, ma allo stesso tempo credo che non tutti sanno che sono in definitiva i buchi neri. I media, sia che si tratti della stampa o della TV, inclusi spesso anche i blog scientifici, rendono spettacolari le notizie che riguardano questi oggetti esotici, tralasciando di solito la parte che riguarda la Fisica.

La proprietà essenziale di un buco nero è la sua massa. In natura, abbiamo evidenze osservative, non dirette, in base alle quali sappiamo che i buchi neri possono avere masse che vanno da qualche decina a qualche centinaia, milioni o ancora alcuni miliardi di volte la massa del Sole. Di frequente si trovano nei sistemi stellari binari che emettono raggi-X, si parla di buchi neri di ‘taglia stellare’, oppure sono presenti nei nuclei delle galassie attive, in questo caso si parla di buchi neri di ‘taglia galattica’, noti anche come buchi neri supermassicci. Da sempre, essi incutono un timore reverenziale dato che essendo ‘oggetti super densi e collassati’ (in realtà si tratta di singolarità gravitazionale), l’ultimo stadio dell’evoluzione stellare, la loro gravità è così intensa che “piega” in maniera estrema lo spaziotempo attorno ad essi al punto tale che qualsiasi cosa superi l’orizzonte degli eventi, una sorta di “punto di non ritorno”, niente può tornare indietro, nemmeno la luce. Per questo, noi non siamo in grado di osservarli direttamente e quello che vediamo sono solamente gli effetti che la materia, sia che si tratti di gas, polvere o stelle, o la radiazione subiscono quando passano nelle loro vicinanze. C’è da dire, però, che esiste un aspetto positivo a favore dei buchi neri, perché grazie, in parte, ad essi l’Universo è in evoluzione, la materia viene di fatto plasmata e forgiata per formare nuova materia. Certamente è pericoloso vivere in prossimità di un buco nero ma per ora almeno noi possiamo stare tranquilli dato che il più vicino alla Terra si trova a soli 50 milioni di anni-luce, un pò lontano perchè la Terra possa subire in qualche modo i suoi effetti gravitazionali.

Un esempio di un evento registrato presso il rivelatore CMS dell’LHC, il cui numero di getti è previsto dal Modello Standard. Questi eventi stanno alla base della ricerca di buchi neri microscopici quando vengono fatti collidere fasci di protoni ad altissime energie. Risultato: non è stata trovata alcuna evidenza della loro produzione che è stata così esclusa da vari modelli considerando un intervallo di masse di 3,5-4,5 TeV (1 TeV = 1012 electronvolt).
Credit: CMS-LHC/CERN

Se dallo spazio siamo sicuri che non avremo alcuna minaccia da parte di questi “mostri del cielo”, tuttavia da quando recentemente i fisici del CERN hanno acceso l’LHC esiste una certa preoccupazione, che sottolineo non è giustificata, dato che gli esperimenti relativi alle collisioni di fasci di particelle ad altissima energia potrebbero dar luogo alla formazione di buchi neri: vero, ma si tratta di oggetti microscopici. Questa possibilità è stata diffusa dai media suscitando un certo panico e clamore in quanto la creazione di buchi neri, che ripeto sono microscopici, potrebbe avere implicazioni importanti sul destino del nostro pianeta, magari “inghiottendolo”: semplicemente assurdo! Ma allora come stanno le cose? La formazione di buchi neri microscopici è prevista da alcuni modelli che tentano di unificare la relatività generale con la meccanica quantistica, postulando l’esistenza di ulteriori dimensioni extra spaziali che sono, però, “compattificate” rispetto alle tre dimensioni spaziali del mondo a noi familiare. Ad energie così elevate, come quelle che si realizzano presso l’LHC, questi modelli suggeriscono che le particelle possono collidere in maniera molto ravvicinata al punto da “percepire” le dimensioni spaziali extra. In questi casi, le particelle possono interagire gravitazionalmente con una intensità simile a quella delle altre tre forze della natura, l’interazione elettromagnetica e le interazioni forte e debole. Le due particelle che collidono possono formare un buco nero microscopico. L’esistenza di questi mini buchi neri fornirebbero dunque una prova dell’esistenza di altre dimensioni spaziali. Se questo si dimostrerà vero, allora alcuni gravitoni, le particelle che trasmettono la forza di gravità, dovrebbero “scomparire” in queste dimensioni extra, spiegando così il motivo per cui la forza di gravità è molto più debole rispetto alle altre tre forze. Tuttavia, nessun esperimento realizzato finora con CMS ha permesso di rivelare questi eventi esotici e ciò esclude la formazione di buchi neri microscopici  nell’intervallo di energie 3,5-4,5 TeV così come è previsto da tutta una serie di modelli che postulano l’esistenza di ulteriori dimensioni spaziali. Se, invece, si dimostrasse il contrario, il buco nero microscopico dovrebbe evaporare istantaneamente lasciandosi dietro una sorta di “scia distintiva” di particelle subatomiche che sarebbero rivelate dal CMS. Questi risultati non implicano che tali dimensioni extra non esistono, piuttosto potrebbe essere necessario realizzare esperimenti ad energie ancora più alte perciò ne consegue che se queste esistono sono più difficili da rilevare rispetto a quanto si ipotizzava.

Per concludere, godiamoci questo interessante video che mi è stato concesso in esclusiva da Paola Catapano, Science Communicator del CERN, che ha realizzato una intervista al fisico teorico Alvaro De Rujula il quale spiega come mai i buchi neri “fabbricati” al CERN sono in definitiva così divertenti [link al video].

Chi Cygni ci mostra la fine del Sole

Quando il Sole avrà esaurito tutto l’idrogeno nucleare, che gli permette di brillare ormai da cinque miliardi di anni, esso comincerà il suo ciclo di evoluzione stellare che lo porterà a diventare una gigante rossa. Le sue dimensioni saranno tali da sfiorare l’orbita di Marte. Ma state tranquilli, tutto ciò avverrà tra circa cinque miliardi di anni. Per capire allora quale sarà l’evoluzione finale di una stella come il Sole, gli astrofisici guardano altri sistemi stellari ed in particolare essi hanno osservato di recente la morte di una stella di tipo solare che si trova ad una distanza di circa 550 anni-luce. La stella, denominata Chi Cygni , ha cominciato a pulsare come una sorta di gigantesco cuore e si trova attualmente nelle sue fasi finali del ciclo di evoluzione stellare.

Questo studio apre una nuova finestra verso la comprensione di quello che sarà il destino del Sole tra circa 5 miliardi di anni“, dice Sylvestre Lacour dell’Osservatorio di Parigi. Gli scienziati hanno paragonato il processo ad una macchina in corsa a tutto gas. “Abbiamo creato una animazione  della pulsazione della stella utilizzando immagini reali“, dice ancora Lacour. “I dati indicano che le pulsazioni non sono solamente di tipo radiale, ma casuali, forse dovute a delle disomogeneità, come la grande macchia rossa apparsa quando la stella si trova alla dimensione minima“. Le stelle che si trovano in questa fase sono note come variabili di tipo Mira . Una volta che inizia il ciclo di pulsazione, la stella butta fuori gli strati più esterni che creano successivamente, dopo qualche centinaia di migliaia di anni, una spettacolare nebulosa planetaria. Chy Cygni ha un ciclo di pulsazione pari a 408 giorni e quando si trova nella fase di minimo appaiono sulla superficie macchie di plasma ad altissima temperatura che formano una struttura granulare, analoga a quella che si osserva sulla superfice del Sole, ma la dimensione dei granuli è molto più grande. Si calcola che man mano che la stella si raffredda e diventa via via sempre più debole, il suo diametro aumenta sempre di più al punto che, nel Sistema Solare, raggiungerebbe la fascia degli asteroidi.

Bisogna dire che lo studio di questi oggetti è molto complesso. Ad esempio, nel caso delle variabili di tipo Mira, le stelle si trovano all’interno di un guscio denso e compatto costituito da polveri e gas. Quindi per osservare la superficie della stella, gli astrofisici devono utilizzare la banda infrarossa dello spettro elettromagnetico. Inoltre, le stelle si trovano a distanze enormi perciò appaiono molto piccole. Anche se esse hanno le dimensioni tipiche di una stella come il Sole, la distanza a cui esse si trovano li rende tali al punto che diventa come osservare dalla Terra una casetta sulla superficie della Luna. I telescopi tradizionali non hanno l’adeguato potere esplorativo perciò gli scienziati devono ancora una volta ovviare il problema facendo uso della cosiddetta tecnica interferometrica che permette di combinare la luce proveniente da diversi telescopi per arrivare ad avere un potere esplorativo pari a quello di un singolo telescopio che ha le dimensioni equivalenti alla distanza a cui si trovano i singoli strumenti ottici. Per fare questo i ricercatori hanno utilizzato l’Infrared Optical Telescope Array (IOTA) dello Smithsonian Astrophysical Observatory , che si trova presso l’Osservatorio Whipplesul Monte Hopkins, in Arizona. “IOTA ci permette di avere prestazioni uniche“, dice Marc Lacasse dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), “Grazie a IOTA è stato possibile ottenere delle immagini con una nitidezza tale da vedere dettagli circa 15 volte più piccoli rispetto alle immagini ottenute con il telescopio spaziale Hubble“.

Insomma, l’interferometria sembra essere la tecnica più promettente per studiare la vera natura di oggetti piccoli e compatti, come stelle, dischi di accrescimento attorno a buchi-neri, regioni di formazione di dischi protoplanetari, più di quanto sia stato fatto in precedenza utilizzando semplicemente modelli o animazioni grazie all’utilizzo della computer grafica.