Scoperte le stelle 'ribelli': astrofisici da tutto il mondo sotto le Due Torri

Astrofisici da tutto il mondo a raccolta per parlare di stelle anomale generate da collisioni stellari. Fino al 22 aprile, Bologna è centro dell'astrofisica mondiale, con più di cento scienziati, nel Complesso di San Giovanni in Monte, per discutere di stelle "che non rispettano le leggi della teoria dell'evoluzione stellare". Lo rende noto Unibo.

A conclusione del progetto europeo Cosmic-Lab che, negli ultimi cinque anni, ha utilizzato gli ammassi stellari densi (i cosiddetti ammassi globulari) come una sorta di laboratorio cosmico per lo studio dei processi di formazione di tre classi di misteriosi oggetti astrofisici, sono venute alla luce le “vagabonde blu” (stelle originate dalla fusione di due stelle normali), le pulsar al millisecondo (vecchie stelle di neutroni in velocissima rotazione su se stesse, con periodi del millesimo di secondo) e i buchi neri di massa intermedia, con masse tra mille e diecimila volte la massa del sole, la cui esistenza non è ancora stata confermata. 

Gli ammassi globulari sono agglomerati di centinaia di migliaia di stelle legate dalla mutua attrazione gravitazionale, in continuo movimento attorno ad un comune centro. Sono tra gli oggetti più affascinanti del cielo notturno, ma la loro importanza va ben oltre la spettacolare apparenza. Sono infatti dei veri e propri fossili dell'epoca di formazione della nostra galassia, risalenti a più di 12 miliardi di anni fa. Inoltre, le stelle che orbitano nelle regioni più centrali degli ammassi sono costrette a vivere in condizioni di altissimo affollamento e, così come la probabilità di incidenti stradali aumenta notevolmente in caso di traffico pesante, alla stessa maniera tali condizioni di alta densità favoriscono frequenti e ripetuti urti tra le stelle. Queste collisioni possono generare “stelle anomale” che non sarebbero altrimenti spiegabili sulla base della normale evoluzione di stelle singole.

A causa di collisioni frontali, due stelle si possono fondere e condividere il carburante nucleare, dando così origine alle cosiddette "vagabonde blu". Quando gli scontri coinvolgono invece sistemi binari, costituiti da due stelle legate dalla mutua gravità, la distanza tra le due compagne può venire talmente ridotta da permettere il trasferimento di materiale dall'una all'altra. Questo può essere un canale alternativo per la formazione delle vagabonde blu e può anche generare le pulsar al millisecondo, vecchie stelle di neutroni in velocissima rotazione su se stesse, con periodi dell'ordine del millesimo di secondo. D’altra parte il rapido susseguirsi di collisioni tra stelle di grande massa all’epoca della formazione degli ammassi globulari potrebbe aver generato i misteriosi buchi neri di massa intermedia.

COSMIC-LAB. Nato nel 2011 e interamente gestito dall'Università di Bologna, il progetto è stato finanziato dal Consiglio Europeo delle Ricerche (ERC) con 1,9 milioni di euro. A guidarlo è Francesco R. Ferraro, professore ordinario di Astrofisica Stellare al Dipartimento di Fisica e Astronomia dell'Alma Mater. In cinque anni di attività Cosmic-Lab ha prodotto più di sessanta pubblicazioni scientifiche su riviste internazionali del settore astrofisico (più una al mese, in media), aprendo nuove prospettive per lo studio di questi oggetti anomali. Sono state proposte metodologie innovative per la ricerca dei buchi neri di massa intermedia e presentate nuove evidenze in grado di chiarire il processo di formazione delle pulsar al millisecondo.

Uno dei maggiori successi del progetto è stato la definizione del cosiddetto "orologio dinamico", uno strumento empirico capace di misurare il grado di evoluzione dinamica dei sistemi stellari, cioè di quanto è mutata la loro struttura interna a causa dei moti e delle “collisioni” tra gli astri che li compongono. L'orologio si basa sull'osservazione delle vagabonde blu che, a causa della loro elevata massa, tendono a migrare progressivamente verso il centro dell'ammasso. Il loro livello di sedimentazione può essere quindi usato come indicatore del grado di evoluzione dinamica del sistema stellare che le ospita.

“Il successo di Cosmic-Lab - spiega il prof. Francesco R. Ferraro - non solo mette in chiara evidenza la vitalità e il livello di eccellenza della ricerca astrofisica in Italia, ma dimostra anche l'importanza culturale e strategica di finanziamenti sostanziosi e a lungo termine come quelli europei. Grazie a Cosmic-Lab, infatti, abbiamo potuto costruire un team di giovani ricercatori preparati, motivati ed affiatati, e i risultati scientifici non si sono fatti attendere. Inoltre il progetto ha contribuito alla costruzione di un centro di alta formazione nel settore dell'Astrofisica Stellare all'Università di Bologna, che mira a diventare un punto di riferimento per i giovani ricercatori a livello non solo italiano, ma anche europeo e mondiale”.