Le nane bianche vanno in pensione in periferia

Questa è l’immagine scattata dal telescopio orbitante di NASA/ESA Hubble: si tratta di un ammasso globulare noto come NGC 104 o 47 Tucanae. Dopo Omega Centauri, questo è l’ammasso globulare più luminoso nel cielo notturno e ospita, migliaia e migliaia di stelle. Crediti: NASA, ESA, and the Hubble Heritage (STScI/AURA)-ESA/Hubble Collaboration
Acknowledgment: J. Mack (STScI) and G. Piotto (University of Padova, Italy)

Il telescopio spaziale Hubble di NASA/ESA, ormai 25 enne, continua instancabile a regalarci immagini mozzafiato, come questa che vedete qui a fianco che ritrae l’ammasso globulare NGC 104, meglio conosciuto come 47 Tucanae. Si tratta di uno degli ammassi globulari più grandi conosciuti, nonché il più brillante dopo Omega Centauri. Per la prima volta gli astronomi sono riusciti a censire migliaia e migliaia di giovani nane bianche che hanno iniziato la loro “migrazione” dall’affollato centro del cluster verso la periferia. Le nane bianche sono costrette ad uscire dal denso centro dell’ammasso a causa delle interazioni gravitazionali con stelle più massicce. Ricordiamo che le nane bianche sono stelle che hanno completato il processo di fusione dell’idrogeno in elio, e non avendo più “carburante” vanno inesorabili verso la loro fine. Nonostante ciò, anche se le nane bianche hanno esaurito il combustibile a idrogeno che le fa brillare, i loro nuclei caldi rimangono esposti, il che le rende molto luminose se osservate con la luce ultravioletta. E solo Hubble – dalla sua posizione privilegiata a quasi 600 chilometri di distanza dalla superficie terrestre – può rilevare queste stelle perché la luce ultravioletta è bloccata dalla nostra atmosfera e quindi non raggiunge i telescopi a terra.

Usando Hubble gli esperti hanno tracciato la posizione di ben 3000 nane bianche in questo ammasso globulare. Un fitto sciame di puntini luminosi e freddi nella Via Lattea. 47 Tucanae si trova, infatti, nella Costellazione del Tucano, a 13400 anni luce dal Sistema solare, ma è abbastanza luminoso da poter essere visto anche ad occhio nudo dalla Terra. «Prima di tutto abbiamo visto l’immagine finale: nane bianche che sono emigrate verso orbite più lontane al di fuori del nucleo», ha spiegato Jeremy Heyl della University of British Columbia, in Canada, primo autore dello studio pubblicato su The Astrophysical Journal. «Questa ricerca comprende circa un quarto di tutte le ‘giovani’ nane bianche del cluster, ma in realtà abbiamo catturato le stelle nel processo di migrazione verso l’esterno e la loro distribuzione in base alla massa».

Il risultato ottenuto è stato tramite la funzionalità a ultravioletto della Wide Field Camera 3 montata su Hubble e gli astronomi sono riusciti a rintracciare diverse popolazioni di nane bianche di età diverse, stimate attraverso i colori delle stelle stesse. Tramite il colore è possibile stabilirne anche la temperatura. Un gruppo di sei milioni di anni stelle ha appena iniziato il suo viaggio dal centro del cluster, mentre un’altra popolazione di nane bianche ha circa 100 milioni di anni ed è già arrivata nella sua nuova posizione, a 1,5 anni luce dal suo punto di partenza.

«Prima di diventare nane bianche, le stelle che stanno migrando sono state tra le più massicce del cluster, più o meno massiccio come il Sole», ha spiegato la co-autrice del paper Elisa Antolini dell’Università degli Studi di Perugia. «Sapevamo che con la perdita di massa si sarebbe verificata una migrazione verso l’esterno. Per questo non è stata una sorpresa. Ciò che, invece, ci ha sbalordito è che le nane bianche più giovani nane bianche hanno appena intrapreso il loro viaggio. Questa potrebbe essere la prova che le stelle perdono gran parte della loro massa in una fase successiva della loro vita, il che è una scoperta emozionante».

La parte centrale dell’ammasso globulare 47 Tucanae

Circa 100 milioni di anni prima che stelle diventino nane bianche, queste si gonfiano entrando nella fase di giganti rosse. Finora molti astronomi hanno ritenuto che le stelle perdevano la maggior parte della loro massa proprio in questa fase. Ma è evidente che se così fosse le stelle verrebbero espulse dal centro dell’ammasso globulare nella fase di gigante rossa. Con il nuovo studio, infatti, questa teoria è stata ribaltata: «Le nostre osservazioni con Hubble hanno condotto a nane bianche che hanno appena iniziato la loro migrazione verso orbite più ampie», ha spiegato Harvey Richer, ricercatore anche lui presso la University of British Columbia. «Questo rivela che la migrazione delle stelle dal centro e la perdita della loro massa cominciano più tardi nella vita della stella rispetto a quello che si è sempre pensato. Queste nane bianche perdono una grande quantità di massa appena prima di diventare nane bianche e non durante la fase di giganti rosse». Cosa vuole dire? I nuovi risultati implicano che le stelle in realtà perdono dal 40 al 50 per cento della loro massa “soli” 10 milioni di anni prima di diventare delle nane bianche.

Per saperne di più:

Clicca QUI per leggere lo studio pubblicato su The Astrophysical Journal: “A MEASUREMENT OF DIFFUSION IN 47 TUCANAE”, di Jeremy Heyl et al.

Fonte: Media INAF | Scritto da Eleonora Ferroni