in

Ritrovato il cimitero delle stelle morte della Via Lattea

Ritrovato il cimitero delle Stelle Morte della Via Lattea

Nuvola di punti dall’alto verso il basso e vista laterale del mondo sotterraneo galattico della Via Lattea. Credito fotografico: Università di Sydney

La prima mappa del “mondo sotterraneo galattico” – una mappa dei cadaveri di soli un tempo enormi che ora sono crollati in buchi neri e stelle di neutroni – ha rivelato un cimitero che si estende tre volte l’altezza della Via Lattea e che quasi un terzo degli oggetti è stato espulso del tutto dalla galassia.

“Questi resti compatti di stelle morte mostrano una distribuzione e una struttura fondamentalmente diverse rispetto alla galassia visibile”, ha affermato David Sweeney, Ph.D. Studente al Sydney Institute for Astronomy dell’Università di Sydney e autore principale dell’articolo nell’ultimo numero di Bollettini mensili della Royal Astronomical Society.

“L'”altezza” del mondo sotterraneo galattico è più di tre volte quella della stessa Via Lattea”, ha aggiunto. “E uno sbalorditivo 30 percento degli oggetti è stato completamente espulso dalla galassia”.

Le stelle di neutroni e i buchi neri si formano quando stelle massicce – più di otto volte più grandi del nostro Sole – esauriscono il carburante e collassano improvvisamente. Ciò innesca una reazione incontrollata che fa esplodere le parti esterne della stella in una titanica esplosione di supernova mentre il nucleo continua a collassare verso l’interno fino a diventare una stella di neutroni o un buco nero, a seconda della sua massa iniziale.

Nelle stelle di neutroni, il nucleo è così denso che elettroni e protoni sono costretti a combinarsi in neutroni a livello subatomico, costringendo la loro massa combinata in una sfera più piccola di una città. Quando la massa della stella originale è più di 25 volte quella del nostro Sole, questo collasso gravitazionale continua fino a quando il nucleo è così denso che nemmeno la luce può sfuggire. Entrambi i tipi di corpi stellari curvano lo spazio, il tempo e la materia intorno a loro.

Ritrovato il cimitero delle stelle morte della Via Lattea

Immagine della nuvola di punti di una Via Lattea, vista dall’alto e vista laterale. Credito fotografico: Università di Sydney

Sebbene miliardi di umani debbano essere nati da quando la galassia era giovane, queste carcasse esotiche sono state lanciate nell’oscurità dello spazio interstellare dalla supernova che le ha create, eclissando la vista e la conoscenza degli astronomi – fino ad ora.

Ricreando scrupolosamente l’intero ciclo di vita delle antiche stelle morte, i ricercatori hanno creato la prima mappa dettagliata che mostra dove giacciono i loro corpi.

“Uno dei problemi nel trovare questi oggetti antichi è che fino ad ora non sapevamo dove cercare”, ha affermato il professor Peter Tuthill del Sydney Institute for Astronomy, coautore della pubblicazione. “Le stelle di neutroni e i buchi neri più antichi sono stati creati quando la galassia era più giovane e aveva una forma diversa, quindi ha subito complessi cambiamenti nell’arco di miliardi di anni. È stato un grande lavoro modellare tutto questo per trovarli”.

Le stelle di neutroni e i buchi neri di nuova formazione corrispondono alla galassia di oggi, quindi gli astronomi sanno dove cercare. Ma le stelle di neutroni e i buchi neri più antichi sono come fantasmi che infestano ancora una casa distrutta da tempo, quindi sono più difficili da trovare.

“Era come cercare di trovare il cimitero del mitico elefante”, ha detto il professor Tuthill, riferendosi a un luogo in cui la leggenda narra che i vecchi elefanti vadano a morire da soli, lontano dal loro gruppo. “Le ossa di queste rare stelle massicce dovevano essere là fuori, ma sembravano avvolte nel mistero”.

Ritrovato il cimitero delle stelle morte della Via Lattea

Colore dall’alto verso il basso e vista laterale della Via Lattea visibile. Credito fotografico: Università di Sydney

Sweeney ha aggiunto che “il problema più difficile che ho dovuto risolvere per trovare la loro vera distribuzione è stato spiegare i ‘calci’ che ottengono nei momenti violenti della loro creazione. Le esplosioni di supernova sono asimmetriche e i resti vengono espulsi ad alta velocità – fino a milioni di chilometri all’ora – e, peggio, avviene in una direzione sconosciuta e casuale per ciascun oggetto”.

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

“È un po’ come lo snooker”, ha detto Sweeney. “Se sai in quale direzione viene colpita la palla e quanto è dura, puoi calcolare dove atterrerà. Ma nello spazio, gli oggetti e le velocità sono solo molto più grandi. Inoltre, il tavolo non è piatto, quindi i resti stellari percorrono orbite complesse che si snodano attraverso la galassia”.

“Finalmente, a differenza di un tavolo da biliardo, non c’è attrito, quindi non rallenti mai. Quasi tutti i resti che si siano formati sono ancora là fuori, che scivolano attraverso lo spazio interstellare come fantasmi.

Gli intricati modelli che ha sviluppato con il ricercatore Dr. Sanjib Sharma dell’Università di Sydney e il Dr. Ryosuke Hirai della Monash University ha codificato dove sono nate le stelle, dove hanno incontrato la loro fine infuocata e la loro eventuale dissoluzione con l’evoluzione della galassia.

Ritrovato il cimitero delle stelle morte della Via Lattea

Colore dall’alto in basso e vista laterale del mondo sotterraneo galattico della Via Lattea. Credito fotografico: Università di Sydney

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

“È stato un po’ uno shock”, ha detto il dott. Sharma. “Lavoro ogni giorno con le immagini della galassia visibile come la conosciamo oggi, e mi aspettavo che il mondo sotterraneo galattico sarebbe stato leggermente diverso ma sostanzialmente simile. Non mi aspettavo un cambio di forma così radicale”.

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

Ancora più intrigante, la vista laterale rivela che il mondo sotterraneo galattico è molto più “gonfiato” della Via Lattea – un risultato dell’energia cinetica iniettata dalle supernove che le sollevano in un alone attorno alla Via Lattea visibile.

“Forse il risultato più sorprendente del nostro studio è che gli shock sono così forti che la Via Lattea perderà completamente alcuni di questi resti”, ha affermato il dott. hirai “Vengono presi a calci così forte che circa il 30 percento delle stelle di neutroni viene espulso nello spazio intergalattico, per non tornare mai più”.

Ritrovato il cimitero delle stelle morte della Via Lattea

Vista divisa della visibile Via Lattea rispetto al suo mondo sotterraneo galattico. Credito fotografico: Università di Sydney

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

“La parte più eccitante di questa ricerca deve ancora venire”, ha detto Sweeney. “Ora che sappiamo dove cercare, stiamo sviluppando una tecnologia per dar loro la caccia. Scommetto che il “mondo sotterraneo galattico” non rimarrà avvolto nel mistero ancora a lungo”.


I dati del telescopio spaziale Gaia mostrano il nucleo primordiale della galassia


Maggiori informazioni:
David Sweeney et al, The Galactic Underworld: The Spatial Distribution of Compact Remnants, Bollettini mensili della Royal Astronomical Society (2022). DOI: 10.1093/mnras/stac2092

Fornito dall’Università di Sydney

Citazione: Trovate stelle morte nel cimitero della Via Lattea (2022, 29 settembre), recuperate il 29 settembre 2022 da https://phys.org/news/2022-09-milky-graveyard-dead-stars.html

Questo documento è protetto da copyright. Fatta eccezione per il commercio equo e solidale a scopo di studio o ricerca privata, nessuna parte può essere riprodotta senza autorizzazione scritta. Il contenuto è solo a scopo informativo.

Il telescopio James Webb rivela le “ossa” di una galassia lontana in una nuova straordinaria immagine

Il telescopio James Webb della NASA scopre gli ammassi stellari più antichi mai visti