Il cuore rotante delle stelle antiche

La ricostruzione della struttura di una stella gigante rossa. Il nucleo è la struttura bianca centrale. Crediti: Paul Beck, Leuven University in Belgium. Disponibile su: http://fys.kuleuven.be/ster/Outreach/press-releases/spinningcore/highres-openrg.png/image

di Marco Castellani

Un gruppo internazionale di ricercatori è riuscito nell’intento di “guardare attraverso” le stelle più vecchie, scoprendo che il loro nucleo è capace di ruotare anche dieci volte più velocemente rispetto alla superficie.

E’ noto da tempo come la superficie di un tipo particolare di queste stelle, le giganti rosse, ruoti piuttosto lentamente, impiegando un intero anno per effettuare una rotazione completa. Quello che è stato appena scoperto è che la velocità del nucleo è davvero molto più elevata, perché riesce ad effettuare una intera rotazione in appena un mese.

Come è possibile rendersi conto di quanto avviene all’interno di una stella, una regione chiaramente preclusa alle normali osservazioni? Il gruppo, guidato dallo studente Paul Beck (Leuven University, Belgio) è ricorso ad una tecnica già nota, ma che ha portato risultati inattesi. L’attenzione è stata puntata sulle onde che si propagano nella struttura stellare, e che si manifestano sulla superficie come variazioni ritmiche della luminosità della stella.

Lo studio di queste onde afferisce alla disciplina chiamata astrosismologia. E’ un settore molto interessante della scienza astronomica, perché capace di rivelare dettagli sulle condizioni interne delle strutture, che altrimenti rimarrebbero assolutamente preclusi alle consuete indagini basate sulla radiazione luminosa. E’ noto ormai come onde di tipo diverso portino informazioni su diverse parti della stella, cosicché l’analisi comparata dello spettro delle variazioni di luminosità permette di ricostruire molti dettagli sugli strati stellari più interni. In questo caso l’analisi ha permesso di ricavare come la velocità di rotazione aumenta in maniera molto rilevante procedendo verso l’interno della struttura.

Questo è interessante anche per capire le modalità specifiche di invecchiamento del nostro stesso Sole. Esso infatti si avvierà a diventare una gigante rossa tra circa circa cinque miliardi di anni, quando per la prima volta si troverà costretto a fronteggiare una scarsità di idrogeno per alimentare i consueti canali di reazioni nucleari. Allora Gli strati esterni si espanderanno di circa cinque volte le dimensioni attuali, mentre gli strati più interni saranno soggetti ad un destino opposto, collassando verso il centro, in una struttura compatta e molto calda. Globalmente, la luce proveniente dal Sole acquisterà una coloritura sul rosso, corrispondente alla diminuita temperatura degli strati esterni.

La scoperta è stata resa possibile dall’analisi dei dati di grande precisione ottenuti dalla sonda Kepler (il cui obiettivo principale consiste nel trovare pianeti di tipo terrestre intorno a stelle lontane, compresi nella fascia di abitabilità e perciò di grande interesse per la ricerca di vita nell’universo).

Tra le altre cose, Kepler è in grado di rilevare di luminosità delle stelle dell’ordine di appena alcune parti per milione, dunque si presta assai bene a ricerche del tipo di quella qui descritta. Nonostante queste caratteristiche, le variazioni da monitorare sono così piccole che ci sono voluti ben due anni di osservazioni praticamente continue, perchè tale scoperta diventasse possibile.

Anche in questo caso, la pazienza e la costanza sono state premiate. Ora ne sappiamo un pò di più, su come invecchiano stelle come il Sole. E sulle sorprese che ancora possono riservarci.

Per maggiori informazioni, potete consultare la Press Release in inglese su: http://fys.kuleuven.be/ster/Outreach/press-releases/spinningcore/corerotation o anche vedere il breve video qui sotto che mostra la rotazione differenziale di una stella in fase di gigante rossa.