Quali sono le caratteristiche di una nube molecolare, cioè di quell'ambiente straordinariamente carico di energia da cui poi nascono le stelle? Lo studio dell'asse di rotazione di un ammasso stellare permette oggi di fare ipotesi ed elaborare modelli.
Il modo in cui è orientato l'asse di rotazione delle stelle può aiutarci a capire meglio l'ambiente dove si sono formate. Un team internazionale di ricercatori coordinato da Enrico Corsaro (programma AstroFIt2 dell'Inaf) ha studiato il moto di rotazione di un gruppo di giganti rosse, stelle con massa simile al Sole ma in una fase evolutiva più avanzata, appartenenti a due ammassi stellari aperti. L'analisi delle loro oscillazioni ha permesso di ricavare che gli assi di rotazione delle stelle di ciascun ammasso sono orientati prevalentemente in una specifica direzione nel cielo.
Le stelle nascono dal collasso gravitazionale di una nube molecolare caratterizzata da moti turbolenti al suo interno. Una nube molecolare può generare diversi ammassi stellari, ognuno dei quali contenente anche migliaia di stelle: difficile però è osservare il processo che porta all'accensione di nuove stelle e altrettanto difficile è arrivare a una ricostruzione teorica di questi eventi.
Un modo alternativo di studiare la formazione stellare è quello di analizzare gli ammassi stellari già formati, per ricavare informazioni sul loro passato. Una tematica finora poco affrontata e discussa è quella relativa all'evoluzione dei moti di rotazione durante la formazione stellare. La presenza di una rotazione globale della nube molecolare dovrebbe riflettersi in un allineamento degli assi di rotazione delle stelle che vengono generate dalla nube stessa: questo perché le stelle erediterebbero l'orientazione del momento angolare - comune fra tutte - dalla nube originaria. Studi precedenti effettuati su stelle di alcuni giovani ammassi aperti, non avevano però trovato evidenze di questo allineamento.
Il nuovo studio, realizzato con la tecnica dell'asterosismologia, ovvero della scienza che ricava le proprietà delle stelle dall'analisi delle loro pulsazioni, ha interessato due ammassi stellari aperti appartenenti alla nostra Galassia, NGC 6791 e NGC 6819, rispettivamente a più di 13 mila e di 7 mila anni luce da noi. Entrambi gli ammassi, molto evoluti, contengono una ricca popolazione di giganti rosse.
INFOGRAFICA: dal protoammasso alle giganti rosse. Clicca sull'immagine per ingrandirla
| ENRICO CORSARO
Il team ha analizzato 48 giganti rosse che mostrano oscillazioni, ovvero periodiche espansioni e contrazioni, rilevate dal telescopio spaziale Kepler (Nasa). «Proprio grazie alle oscillazioni abbiamo misurato l'angolo di inclinazione dell'asse di rotazione di ciascuna stella» afferma Corsaro, primo autore dell'articolo pubblicato su Nature Astronomy che descrive i risultati dello studio. «Quanto osservato è che quasi tutte le stelle del campione hanno assi di rotazione fortemente allineati fra loro, poiché puntano in una stessa direzione nel cielo. L'evidenza di questo risultato non lascia spazio a dubbi: questo fenomeno deve necessariamente essersi originato nella fase di formazione di quegli ammassi, miliardi di anni fa.»
NGC 6791 ripreso da Kepler. | NASA/AMES/JPL-CALTECH
Per capire le condizioni di formazione dei due ammassi stellari i ricercatori hanno realizzato accurate simulazioni in 3D che hanno permesso di misurare la percentuale di energia rotazionale, ossia della forza responsabile dell'allineamento degli assi di rotazione delle stelle, e di quella antagonista di tipo turbolento, propria della formazione del protoammasso, cioè del progenitore del futuro ammasso stellare.
«Ciò che abbiamo osservato, ossia l'evidente propensione di allineamento degli assi di rotazione di un consistente numero di stelle, può essere riprodotto - nei modelli - assumendo che almeno la metà del totale di energia cinetica della nube molecolare che ha dato origine a ciascuno dei due ammassi, fosse di carattere rotazionale», aggiunge Corsaro. «Questo ci mostra come il momento angolare globale della nube sia stato trasferito alle singole stelle che si sono formate al suo interno. Tuttavia ciò non si verifica se le stelle hanno masse più piccole rispetto al Sole, perché dalla nube non viene trasferita massa a sufficienza per contrastare i moti turbolenti, che quindi ridistribuiscono il momento angolare in tutte le direzioni facendo perdere ogni traccia di un possibile allineamento degli assi di rotazione.»
Il risultato ottenuto dai ricercatori pone per la prima volta l'attenzione su come la fase di formazione stellare possa essere compresa e studiata in dettaglio, tramite l'asterosismologia, anche per stelle con età paragonabili a quella dell'Universo. Si può così risalire alle componenti energetiche, alla struttura e alla geometria delle prime fasi che hanno portato alla formazione degli ammassi stellari. In futuro sarà quindi possibile condurre questo tipo di analisi su numerosi altri ammassi presenti all'interno della nostra Galassia.
http://www.focus.it/scienza/spazio/ammassi-stellari-asse-di-rotazione-delle-stelle
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