In cerca di E.T. negli ammassi globulari

Gli ammassi globulari sono oggetti straordinari sotto tutti gli aspetti. Si tratta di sistemi stellari molto densi, caratterizzati da milioni di stelle che sono distribuite in una configurazione a forma sferica estesa mediamente circa 100 anni luce. Questi oggetti sono antichi in quanto risalgono all’epoca di formazione della Via Lattea. Oggi, però, secondo una nuova ricerca, gli ammassi globulari potrebbero essere luoghi speciali dove cercare presenze di civiltà aliene. Lo studio viene presentato oggi dalla prima autrice Rosanne Di Stefano dell’Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA)in occasione del 227° meeting dell’American Astronomical Society (AAS) che si svolge a Kissimmee in Florida. «Un ammasso globulare potrebbe essere il primo posto dove cercare civiltà intelligenti nella nostra galassia», spiega Di Stefano. La nostra galassia, infatti, ospita circa 150 ammassi globulari, la maggior parte dei quali sono distribuiti nelle regioni periferiche. Questi oggetti si sono formati circa 10 miliardi di anni fa perciò le loro stelle contengono pochi elementi pesanti necessari per formare i pianeti, in quanto alcuni di essi (come il ferro e il silicio) dovrebbero essere stati creati da generazione precedenti di stelle. Secondo alcuni ricercatori, ciò fa sì che le stelle presenti negli ammassi globulari abbiano meno probabilità di ospitare sistemi planetari. Di fatto, solo un pianeta è stato trovato fino ad oggi in un ammasso globulare. Ad ogni modo, Di Stefano e la sua collega Alak Ray del Tata Institute of Fundamental Research, a Mumbai, sono convinte che una tale ipotesi sia troppo pessimistica. Gli astronomi hanno individuato esopianeti in circa un decimo di stelle ricche di metalli, come il Sole. Inoltre, mentre corpi celesti della taglia di Giove di solito sono presenti attorno a stelle che contengono livelli più elevati di elementi pesanti, è stato trovato che pianeti di dimensioni più piccole, cioè di tipo terrestre, non seguono questo andamento. «Si fa presto a dire che non esistono pianeti negli ammassi globulari», dice Ray. Un altro aspetto riguarda il fatto che un ambiente estremamente affollato, come quello caratteristico di un ammasso globulare, potrebbe ostacolare la formazione di un eventuale pianeta. Una stella vicina potrebbe avvicinarsi ad una distanza tale da distruggere gravitazionalmente un intero sistema planetario, lanciando di conseguenza eventuali mondi alieni nel freddo spazio interstellare. Sappiamo che la zona abitabile, ossia quella regione dello spazio interplanetario dove la temperatura di un pianeta è tale da permettere l’esistenza dell’acqua allo stato liquido, varia in funzione della stella. Ora, mentre nelle stelle più brillanti la zona abitabile è più distante, i pianeti che orbitano attorno a stelle più deboli dovrebbero trovarsi più vicini alla stella ospite. Ma le stelle più brillanti hanno una vita più breve e dato che gli ammassi globulari sono vecchi allora quelle stelle devono essere scomparse. Dunque, le stelle predominati presenti negli ammassi globulari sono le deboli nane rosse, che vivono più a lungo. Qualsiasi pianeta potenzialmente abitabile che esse ospitano dovrebbe orbitare più vicino alla stella ed essere relativamente più al sicuro dalle eventuali interazioni interstellari. «Una volta che si sono formati i pianeti», aggiunge Di Stefano, «essi possono sopravvivere per periodi di tempo più lunghi, ancora più lunghi rispetto all’attuale età dell’Universo». Perciò, se si potranno formare pianeti potenzialmente abitabili negli ammassi globulari, sopravvivendo per miliardi di anni, ci si chiede quali potrebbero essere le conseguenze per la vita. In questo caso, la vita avrebbe abbastanza tempo per seguire una evoluzione sempre più complessa, magari creando delle civiltà intelligenti che osserverebbero regioni di spazio decisamente diverse dalle nostre. Se pensiamo che la stella più vicina al nostro sistema solare si trova ad appena 4 anni luce, all’interno di un ammasso globulare la stella più vicina potrebbe trovarsi ad una distanza circa 20 volte inferiore, il che renderebbe molto più semplice sia l’esplorazione spaziale che la comunicazione interstellare. «Si parla in gergo della cosiddetta ‘opportunità dell’ammasso globulare’», dice Di Stefano. «Per fare un paragone, il tempo di trasmettere una comunicazione interstellare non sarebbe più lungo di quello che impiegava nel 18° secolo una lettera per andare dagli USA in Europa. Inoltre, un viaggio interstellare richiederebbe meno tempo. Ad esempio, le sonde Voyager si trovano attualmente a circa 100 miliardi di chilometri dalla Terra, un decimo della distanza che occorrerebbe compiere per arrivare alla stella più vicina se ci trovassimo in un ammasso globulare. Ciò significa che con la nostra tecnologia una civiltà aliena che si trovasse in un ammasso globulare sarebbe in grado di mandare nello spazio una sonda interstellare». L’ammasso globulare più vicino alla Terra si trova ancora a diverse migliaia di anni luce, una distanza che rende difficile identificare eventuali pianeti, se consideriamo che il suo nucleo è particolarmente denso. Ma sarebbe ancora possibile rivelare esopianeti col metodo del transito nelle regioni periferiche dell’ammasso globulare. Non solo, gli astronomi potrebbero addirittura rivelare la presenza di pianeti attraverso il fenomeno della lente gravitazionale per cui la gravità del pianeta amplifica la luce della stella di fondo. Forse un’idea ancora più intrigante potrebbe essere quella di selezionare una serie di ammassi globulari con i metodi di ricerca del SETI, che cercano particolari segnali artificiali radio o laser. Questo concetto, però, non è nuovo. Infatti, nel 1974 Frank Drake utilizzò il radiotelescopio di Arecibo per trasmettere dalla Terra il primo messaggio intenzionale verso lo spazio: e come già noto, esso è stato trasmesso verso l’ammasso globulare Messier 13 (M13).
di Corrado Ruscica (INAF)

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Scoperta la stella nana bianca più calda

Grazie a osservazioni del telescopio spaziale Hubble, due astronomi delle Università di Tubinga e di Potsdam hanno stabilito un paio di record. Innanzitutto hanno identificatouna stella nana bianca che, sebbene risulti già in fase di raffreddamento, con una temperatura di 250.000 gradi Celsius è risultata la più calda del suo genere mai rilevata nella nostra Galassia. Inoltre, i ricercatori sono stati anche i primi a osservare una nuvola di gas intergalattico catturata dalla Via Lattea, un indizio di come le galassie possano raccogliere materiale “fresco” dallo spazio profondo per formare nuove stelle. I risultati della ricerca sono esposti in uno studio pubblicato sull’ultimo numero della rivista scientifica Astronomy & Astrophysics.

Diagramma della Via Lattea con il Sole, la nana bianca e la nube di gas sulla linea di vista della Grande Nube di Magellano. Crediti: Philipp Richter/University of Potsdam

Diagramma della Via Lattea con il Sole, la nana bianca e la nube di gas sulla linea di vista della Grande Nube di Magellano. Crediti: Philipp Richter/University of Potsdam

Le stelle di massa relativamente piccola verso la fine del loro “ciclo vitale” diventano estremamente calde. Per esempio, il Sole – che appartiene a questa categoria – ha mantenuto una temperatura superficiale piuttosto costante intorno ai 6.000 gradi Celsius fin dalla sua nascita 4,6 miliardi di anni fa. Ma, immediatamente prima di esaurire il combustibile delle reazioni termonucleari, fra altri cinque miliardi di anni, la nostra stella raggiungerà una temperatura trenta volte superiore, riscaldandosi fino a 180.000 gradi, prima di iniziare a raffreddarsi allo stadio di nana bianca. Le simulazioni al computer suggeriscono che le stelle possano diventare ancora più calde; in effetti, la temperatura più alta osservata per una di queste “stelle morenti” è stata misurata attorno ai 200.000 gradi. Dall’interpretazione degli spettri ultravioletti ottenuti dal telescopio spaziale Hubble sulla stella RX J0439.8-6809, gli autori del nuovo studio hanno ottenuto il nuovo record di 250.000 gradi, una temperatura che può essere raggiunta solo da una stella circa cinque volte più massiccia del nostro Sole. Questa nana bianca, ora in fase di raffreddamento, sembra aver raggiunto la sua temperatura massima di 400.000 gradi circa mille anni fa. La composizione chimica di questa rovente piccoletta desta ancora molti dubbi. Le analisi mostrano che sulla sua superficie sono presenti sia carbonio che ossigeno, prodotti della fusione nucleare dell’elio, un processo che avviene normalmente in profondità nel nucleo di una stella. RX J0439.8-6809 era già stata notata più di 20 anni fa come punto molto luminoso nelle immagini a raggi X, a significare un’enorme fonte di calore. Gli scienziati pensarono a una nana bianca che accendeva fuochi nucleari sulla sua superficie con l’idrogeno carpito a una stella compagna. Inoltre, gli astronomi ritenevano che la nana bianca fosse situata nella galassia a noi vicina, la Grande Nube di Magellano. Ora, i nuovi dati di Hubble mostrano invece che la stella si trova all’estrema periferia della Via Lattea, nel cosiddetto alone galattico, allontanandosene a una velocità di 220 chilometri al secondo. Lo spettro ultravioletto della stella conteneva anche un’altra sorpresa, indicando la presenza di gas che non appartiene alla stella, ma facente parte di una “nuvola” giustapposta tra la Via Lattea e RX J0439.8-6809. I ricercatori hanno calcolato che questa nube di gas sta scappando dalla Via Lattea a una velocità attorno ai 150 chilometri al secondo. Gli astronomi conoscevano l’esistenza di gas che viaggiano ad alta velocità in direzione della Grande Nube di Magellano, ma non erano in grado di dire con certezza se si trovassero nella Via Lattea o nella Grande Nube di Magellano. Trovare tale gas nello spettro di RX J0439.8-6809 offre ora la prova che la nube di gas appartiene alla Via Lattea. Tuttavia, e qui sta la vera sorpresa, la sua composizione chimica indica che ha avuto origine dallo spazio intergalattico. Secondo gli autori dello studio, questa è una prova a favore del fatto che le galassie raccolgono nuovo materiale dallo spazio profondo, materiale che possono quindi utilizzare per accendere nuove stelle.

di Stefano Parisini (INAF)

Il nostro indirizzo nell’universo: Laniakea

Laniakea, in lingua hawaiana, significa “immenso Paradiso” ed è il suggestivo nome con cui è stato ribattezzato il superammasso di galassie in cui si trova anche la nostra, la Via Lattea. Quale luogo migliore, qui a Honolulu, durante l’Assemblea Generale della IAU, per parlarne? E infatti stasera Brent Tully,  dell’Istituto di Astronomia dell’Università delle Hawaii ha tenuto un discorso su invito proprio su questa mega struttura cosmica, del diametro di 500 milioni di anni luce e che contiene una massa pari a cento milioni di miliardi di volte quella del Sole, distribuiti in centomila galassie.

Tully ha guidato un team internazionale di astronomi che hanno studiato in dettaglio la struttura e le proprietà di Laniakea, pubblicando i risultati in un articolo sulla rivista Nature. Grande è stata la sua eco, non solo tra gli addetti ai lavori. «Abbiamo studiato per anni i moti delle galassie nel nostro superammasso, con l’obiettivo di capirne alcune proprietà» ha detto ai microfoni di Media INAF Tully, vincitore nel 2014 dei Gruber Cosmology Prize e Victor Ambartsumian International Prize. «Eravamo a conoscenza che la Via Lattea si trovava all’interno di un grande gruppo di galassie, ma non sapevamo molto di più. Nel nostro lavoro abbiamo ricavato le velocità peculiari delle galassie che lo compongono, ottenendo informazioni fondamentali per capire il loro moto d’insieme, che è governato da una zona di forte attrazione gravitazionale verso cui tutti i componenti sembrano essere diretti. Siamo così riusciti a tracciare i confini del nostro superammasso. Oltre questi limiti, le altre galassie si dirigono in differenti direzioni, verso cioè altri centri di attrazione gravitazionale, formando altri superammassi. E’ un po’ come seguire lo scorrere dell’acqua su un terreno: il liquido scende e si concentra verso le zone più basse, che possono essere pensate come le zone di maggiore attrazione gravitazionale per le galassie. Ma questa è solo una parte della storia. Perfino il nostro superammasso, se visto come una singola entità, ha un suo moto peculiare nell’universo ed è diretto verso una struttura ancora più grande che prende il nome di concentrazione di Shapley. Comunque, se ora volete sapere l’indirizzo di dove viviamo nell’universo, ricordatevi questo nome: Laniakea!» E dalle galassie torniamo con i piedi qui sulla Terra: in mattinata è stato siglato qui al Congress Center di Honolulu un importante accordo per la diffusione della cultura astronomica su scala globale: l’Office of Astronomy for Development (OAD) della IAU aprirà infatti cinque nuovi uffici di coordinamento regionale in Armenia, Colombia, Giordania, Nigeria e Portogallo. Due saranno le principali funzioni di queste strutture: coordinare i progetti del programma “Astronomy for Developement” che si articola in tre differenti aree di interesse (università e ricerca, ragazzi e scuole, grande pubblico) negli stati che ricadono nelle zone di competenza e attivare dei centri linguistici specializzati per gestire al meglio gli aspetti della comunicazione, adattandola alle specifiche realtà culturali delle aree d’interesse. Ciascun ufficio verrà ospitato da uno o più istituti locali e verrà sostenuto da partner regionali. Questi nuovi centri si vanno ad aggiungere a quelli già operativi, ovvero L’Ufficio Regionale dell’Est Asiatico e il Centro linguistico in Cina, l’Ufficio regionale per l’Africa Orientale in Etiopia, l’Ufficio regionale per il Sud Est asiatico in Tailandia e l’Ufficio regionale per l’Africa del sud in Zambia. Nella foto due prospettive del superammasso Laniakea ricostruito al calcolatore. La superficie esterna mostra la regione dominata dalla forza di attrazione gravitazionale esercitata dallo sterminato gruppo di galassie. Crediti: SDvision interactive visualization software by DP at CEA/Saclay, France.
Dall’inviato Marco Galliani (INAF)

La Via Lattea dell’Universo primordiale

Una nuova simulazione numerica creata da alcuni astrofisici del McWilliams Center for Cosmology presso la Carnegie Mellon University (CMU) e dalla University of California a Berkeley mostra, per la prima volta, che le grandi galassie a disco, un po’ come la nostra galassia, sarebbero state presenti durante le fasi primordiali della storia cosmica. Gli scienziati hanno trovato che 500 milioni di anni dopo il Big Bang l’Universo doveva essere più ordinato e strutturato di quanto si pensasse. Questi risultati, che appariranno sull’Astrophysical Journal Letters, aiuteranno i ricercatori ad utilizzare i telescopi di nuova generazione, come WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope) e JWST (James Webb Space Telescope) verso la ricerca di prove sull’esistenza di queste strutture galattiche primordiali. «Ho una certa soggezione a pensare che galassie come la Via Lattea sono esistite quando l’Universo era ancora giovane», spiega Tiziana Di Matteo della CMU e co-autrice dello studio. «C’è da dire che le osservazioni più profonde realizzate con il telescopio spaziale Hubble hanno coperto solamente piccoli volumi di spazio e hanno permesso di trovare un certo numero di galassie irregolari e ammassate presenti durante le epoche primordiali. Non è poi così sorprendente che in queste regioni limitate dello spazio alcune delle galassie più piccole non abbiano morfologie regolari come le grandi galassie a disco. Analogamente, anche le simulazioni numeriche sono state limitate in termini di scala spaziale per cui è stato possibile fare solo delle previsioni per quelle galassie primordiali più piccole». Di Matteo e il collega Rupert Croft della CMU, altro co-autore dello studio, si sono sempre occupati di “cosmologia virtuale” e hanno costruito alcune delle simulazioni più grandi che siano mai state realizzate. La loro attuale simulazione, chiamata BlueTides, è 100 volte più grande rispetto alle precedenti. La simulazione è così enorme che ha monopolizzato tutta la memoria del supercomputer BlueWater della National Science Foundation (NSF) e sono stati necessari quasi 1 milione di CPU per completarla. Di Matteo, Croft e il loro ex studente Yu Feng, ora ricercatore post-doc alla University of California a Berkely e autore principale dello studio, hanno costruito la simulazione partendo dai vincoli previsti dalla teoria della materia oscura fredda, l’attuale modello cosmologico standard che tenta di spiegare cosa sia accaduto all’Universo subito dopo il Big Bang. Una volta completata la simulazione, i ricercatori hanno analizzato i dati per vedere i risultati, un po’ come i cosmologi osservativi farebbero dopo aver raccolto i dati da un telescopio. La sorpresa è stata quella di trovare un certo numero di galassie a disco appena 500 milioni di anni dopo il Big Bang. Dato che le galassie sono strutture molto grandi e complesse, è opinione comune che esse dovrebbero impiegare molto tempo per formarsi perciò sarebbero rare, se esistessero davvero, nell’Universo primordiale. «Dal punto di vista teorico, pensiamo che quando l’Universo aveva un’età di circa 500 milioni di anni esso doveva essere un luogo alquanto caotico e disordinato», dice Croft. «Le nostre simulazioni hanno invece mostrato che l’Universo delle origini è stato tutt’altro che questo e potrebbe aver contenuto galassie spettacolari e alquanto simmetriche, come la nostra Via Lattea». Inoltre, sempre a partire dalle simulazioni, gli scienziati sono stati in grado di ricavare una serie di parametri relativi alla luminosità, dimensioni angolari, morfologia, colori e numero atteso delle galassie. Quando i telescopi come WFIRST e JWST saranno operativi, sarà possibile dare la caccia a quegli oggetti per verificare se essi descrivono la simulazione BlueTides. Se i risultati delle osservazioni e della simulazione saranno confrontabili potremo affermare di aver ottenuto delle “prove” a favore della teoria della materia oscura fredda. «Stiamo vivendo davvero un momento emozionante nell’ambito della ricerca in cosmologia. Prima, non eravamo in grado di studiare le galassie a disco primordiali con i telescopi perchè le galassie sono troppo deboli e rare. Inoltre, non eravamo in grado di studiarle al computer perchè nessun computer era in grado di soddisfare a queste esigenze. Ora abbiamo la tecnologia per far questo per cui siamo in grado di realizzare le simulazioni grazie ai potenti super computer. Il passo successivo sarà quindi quello di utilizzare i telescopi moderni come WFIRST per eseguire le osservazioni», conclude Di Matteo.
di Corrado Ruscica (INAF)

Galassie nane ultracompatte nel Gruppo Locale

Una galassia nana è una galassia composta da alcuni miliardi di stelle, poche se confrontate con le circa 200/400 miliardi di stelle della Via Lattea, la nostra galassia. La Grande Nube di Magellano, con oltre 30 miliardi di stelle, è a volte classificata come galassia nana. Il suo nome è dovuto al prefisso d (Dwarf, in lingua inglese “nano”) che precede la categoria della galassia. Le galassie nane orbitano normalmente intorno a galassie molto più grandi. Essendo oggetti non molto luminosi, sono note soltanto le galassie nane del Gruppo locale, ovvero dell’ammasso di galassie di cui fanno parte la Via Lattea, la Galassia di Andromeda e la Galassia del Triangolo. La Via Lattea possiede 14 galassie nane conosciute in orbita attorno ad essa. Le galassie nane si differenziano in diverse specie in base alla morfologia:

  • Galassie nane ellittiche (dE)
  • Galassie nane sferoidali (dSph)
  • Galassie Nane Irregolari (dI)

Alcune galassie nane note sono quelle ellittiche del Sagittario e del Cane Maggiore. È stata scoperta recentemente una nuova tipologia: le galassie nane ultra-compatte, caratterizzate da dimensioni molto piccole: 100 – 200 anni luce di diametro.

File:Hubble sequence.svg

Una Galassia nana ultra-compatta (UCD, Ultra-Compact Dwarf) è una nuova tipologia di galassie nane, scoperta da alcuni astrofisici nel 2003, che hanno pubblicata la notizia su Nature il 29 maggio 2003. Alcune di esse sono state individuate nell’Ammasso della Fornace, a 60 milioni di anni luce di distanza. La loro dimensione varia tra i 100 e 200 anni luce. Nella foto la classificazione delle galassie o  Hubble sequence (Wikipedia).

Giganti cosmici contro galassie nane

Quando due galassie di dimensioni diverse si scontrano, la galassia più grande impedisce a quella più piccola di generare nuove stelle, stando a quanto afferma uno studio condotto su più di 20.000 galassie interagenti. La ricerca, pubblicata sulla rivista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ha mostrato anche che quando a collidere sono due galassie di dimensioni simili, iniziano entrambe a produrre stelle ad un tasso molto più rapido. L’astrofisico Luke Davies, della University of Western Australia, che fa parte dell’International Centre for Radio Astronomy Research (ICRAR), afferma che la nostra vicina di casa più grande, Andromeda, sta correndo in rotta di collisione con la Via Lattea a circa 400.000 chilometri all’ora. «Non c’è da preoccuparsi, per ora, le due galassie non si scontreranno per altri 4 miliardi anni circa», dice Davies. «Ma continuare a studiare queste collisioni cosmiche ci consente a capire meglio come crescono ed evolvono le galassie». In passato gli astronomi ritenevano che lo scontro tra due galassie provocasse la messa in moto delle loro nubi di gas, innescando quindi la nascita di nuove stelle. Lo studio guidato da Davies e condotto sfruttando i dati della campagna osservativa Galaxy and Mass Assembly (GAMA), realizzata con il telescopio anglo-australiano posto nella regione del Nuovo Galles del Sud, mostra però che questo modello è troppo semplicistico. I dati raccolti indicano che l’aumento del tasso di formazione stellare a seguito di una collisione, o la formazione stessa di nuove stelle, dipende dalle dimensioni della galassia rispetto a quella con cui sta collidendo. «Quando due galassie di massa simile si scontrano, aumentano entrambe il proprio tasso di formazione stellare», spiega Davies. «Quando invece una delle due galassie supera significativamente l’altra in dimensioni, abbiamo trovato che il processo di formazione stellare cambia per entrambe, solo in modi diversi. La galassia più massiccia comincia a formare nuove stelle molto rapidamente, mentre la galassia più piccola improvvisamente fatica a formarne». «Questo potrebbe essere dovuto al fatto della galassia più grande strappa via il gas della sua piccola compagna, lasciandola senza carburante per la formazione di nuove stelle, o perché impedisce alla galassia più piccola di ottenere il gas in più di cui ha bisogno». Quindi cosa succederà tra quattro miliardi di anni alla Via Lattea e Andromeda? Davies afferma che queste due galassie sono come “serbatoi cosmici”, entrambe relativamente grandi e con masse simili. «Più si avvicineranno l’una all’altra, più cominceranno ad influenzare reciprocamente i propri processi di formazione stellare, e continueranno a farlo fino a quando si fonderanno diventando una nuova galassia, che alcuni già chiamano ‘Lattomeda‘».
di Elisa Nichelli (INAF)

 

Risolto il mistero del litio mancante

E’ stato osservato per la prima volta da un team internazionale di astronomi il Litio prodotto nell’esplosione di una stella nova: un tassello importante per spiegare l’evoluzione chimica della Via Lattea. Il Litio è, infatti, uno degli elementi più leggeri ed enigmatici presenti nell’Universo, è terzo nella tavola periodica degli elementi, dopo Idrogeno ed Elio, e in natura il suo nucleo ospita tre protoni e normalmente quattro neutroni. Il Litio è uno degli elementi primordiali, cioè prodotto nella nucleosintesi del Big Bang durante i famosi “primi tre minuti”. Recentemente l’applicazione del modello cosmologico standard ai dati ricavati dal satellite Planck ha permesso di misurare il valore della sua abbondanza primordiale con grande precisione. Prima di queste misure, si pensava che l’abbondanza di Litio osservata nelle stelle più vecchie, nate cioè poche centinaia di milioni di anni dopo il Big Bang, dovesse riflettere la sua abbondanza primordiale. Ma questo fatto, sorprendentemente, non è stato osservato: le atmosfere delle stelle vecchie, come quelle dell’alone galattico, per esempio, mostrano abbondanze pressoché simili (il famoso Spite plateau) ma con valori del Litio inferiori alle aspettative dei modelli cosmologici. Questa discrepanza ha rappresentato e tuttora rappresenta il problema del Litio primordiale: (http://www.media.inaf.it/2012/09/06/il-problema-del-litio-mancante/) benché si siano suggerite varie soluzioni grazie allo studio dei processi di “mescolamento” (diffusione e mixing turbolento, in linguaggio tecnico) che avvengono all’interno delle stelle e che concorrono a consumare il quantitativo iniziale di Litio dato in dote a ciascuna stella nata dal gas arricchito dalla nucleosintesi del Big Bang. «Negli ultimi 30 anni si è però palesato un secondo problema» – spiega Luca Izzo, primo autore dell’articolo- «l’osservazione delle stelle più giovani mostrava che l’abbondanza di Litio aumentava in modo imprevisto fino a valori dieci volte superiori rispetto a quelli osservati nelle stelle più vecchie e anche superiore rispetto alle abbondanze primordiali. Queste misure, confermate da osservazioni spettroscopiche ripetute negli anni da diversi team di astronomi, rappresentavano un vero rompicapo, in quanto il Litio è un elemento molto “fragile” che oggi sappiamo distruggersi facilmente all’interno delle stelle a temperature relativamente basse (in senso astrofisico) di pochi milioni di gradi». Era quindi evidente che esisteva un altro meccanismo astrofisico, oltre al Big Bang, in grado di produrre il Litio che arricchiva chimicamente il gas della Via Lattea e dal quale successivamente nascevano stelle ricche di questo elemento. Tra i candidati più papabili c’erano innanzitutto le stelle di tipo AGB, i raggi cosmici e le stelle novae, un particolare tipo di esplosioni stellari che avvengono in sistemi binari sulla superficie di una nana bianca che cannibalizza la stella compagna. Mentre nel caso dei raggi cosmici il Litio viene prodotto dalla frammentazione di elementi più pesanti dovuta a protoni accelerati (raggi cosmici per l’appunto), negli altri due meccanismi la formazione del Litio si ha dal decadimento di un isotopo del Berillio (7Be), che è prodotto dalle reazione termonucleari che avvengono nelle stelle. «Modelli di evoluzione chimica della Galassia messi a punto nei primi anni ‘90 assieme a Franca D’Antona e più recentemente con Donatella Romano» – commenta Francesca Matteucci – «hanno mostrato che stelle AGB e raggi cosmici da soli non riuscivano a spiegare la quantità di Litio osservata nelle stelle giovani, per cui il ruolo delle novae, anticipato su base teorica da Sumner Starrfield e collaboratori negli anni ’70 poteva essere la soluzione di questo problema».
Recentemente un team di giapponesi ha riportato la detection di un’abbondanza anomala di 7Be negli spettri della nova V339 Del, che poteva rappresentare una prova, seppure indiretta, della produzione di Litio durante una esplosione di nova (http://www.media.inaf.it/2015/02/18/novae-fabbriche-di-litio-nelluniverso/), ma del Litio, ancora nessuna traccia. «Mancava la smoking gun» – aggiunge Massimo Della Valle – «il nostro team ha invece osservato nei giorni immediatamente successivi all’esplosione della nova V1369 Cen, una riga in assorbimento, che un’analisi dettagliata mostrava corrispondere alla riga del Litio (7Li), spostata verso il blu, per effetto Doppler, di 550 km/s, la stessa velocità misurata per altri elementi come Idrogeno, Ferro, Ossigeno, Sodio e Potassio espulsi dall’esplosione della stella nova. Questa coincidenza non ha lasciato molto spazio ad interpretazioni alternative, che pure sono state prese in considerazione. L’analisi dei dati ha poi permesso di stimare la massa di Litio prodotta dall’intera popolazione delle stelle novae galattiche e risulta essere sufficiente a spiegare l’abbondanza di questo elemento nella Via Lattea». Questo risultato è stato ottenuto grazie all’utilizzo coordinato di diversi telescopi, dislocati nel deserto di Atacama in Cile, dell’ESO/MPI e di università e istituti di ricerca Cileni. Oltre a Luca Izzo post-doc, Sapienza, Roma/ICRANet Pescara, hanno collaborato al lavoro astrofisici provenienti da centri di ricerca italiani e stranieri, tra i quali: Donatella Romano (INAF-Bologna), Elena Mason (INAF-Trieste), Francesca Matteucci (Dipartimento di Fisica, Trieste), Massimo Della Valle (INAF-Napoli), Luca Pasquini (ESO), Leonardo Vanzi (PUC-Chile), Bob Williams (STScI, Baltimore).
Redazione Media Inaf

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