Stelle soliste cacciate dal gruppo

Distribuzione della densità nel piano centrale di un modello tridimensionale di nube molecolare che collassa e si frammenta in un sistema protostellare multiplo. Crediti: Alan Boss

Nuovi studi di modellazione compiuti da Alan Boss del Carnegie Institution for Science – un’organizzazione privata non-profit con sede a Washington, DC – dimostrano che la maggior parte delle stelle che vediamo si sono formate dalla disgregazione di gruppi instabili di protostelle di nuova formazione. Queste protostelle nascono da piroettanti nubi di polveri e gas, che fungono da vivai per gli astri nascenti. Il nuovo studio, pubblicato su The Astrophysical Journal, evidenzia come solo rari concentrati di più protostelle riescono a mantenere un equilibrio e divenire dei maturi sistemi multi-stellari, mentre la maggioranza di questi aggregati continua a espellere stelle fino al raggiungimento della stabilità, quando si riducono a stelle singole o binarie.

Circa i due terzi di tutte le stelle nel raggio di 81 anni luce (25 parsec) dalla Terra sono binarie o parte di sistemi multi-stellari. Tra le stelle più giovani e nelle popolazioni protostellari si riscontra una maggiore frequenza di sistemi multi-stellari rispetti a quelle più anziane. Un’evidenza che ben si lega con i risultati delle simulazioni al calcolatore di Boss, ovvero che molte stelle singole nascono in realtà come sistemi binari o multi-stellari da cui vengono espulse stelle per raggiungere una stabilità gravitazionale.

I gruppi di protostelle si formano quando il nucleo di una nube molecolare collassa a causa della sua stessa gravità e si frantuma, un processo chiamato frammentazione. Le forze fisiche coinvolte in questo collasso cosmico sono di grande interesse per gli scienziati, perché possono dirci molto sui cicli di vita delle stelle e su come il nostro stesso Sole potrebbe essere nato. Una forza che influenza il collasso è il campo magnetico, che sfilaccia le nubi, potenzialmente soffocando il processo di frammentazione.

Il lavoro di Boss dimostra che quando una nube collassa il processo di frammentazione dipende dalla forza iniziale del campo magnetico, in contrasto con la forza di gravità che causa il collasso. Al di sopra di una certa intensità del campo magnetico si formano protostelle singole, mentre al di sotto di tale intensità la nube si frammenta in più protostelle. Questo secondo scenario è evidentemente piuttosto comune, considerando il gran numero di sistemi binari e multi-stellari, a cui bisogna aggiungere il fatto che le stelle si possono formare sia attraverso questo meccanismo, nonché attraverso l’espulsione da un ammasso.

«Quando guardiamo il cielo notturno» ha detto Boss «l’occhio umano non è in grado di vedere che le stelle binarie sono la regola, non l’eccezione. Questi nuovi calcoli aiutano a spiegare perché i sistemi stellari binari sono così abbondanti».

Fonte: Media INAF | Scritto da Stefano Parisini