17/11/15

!! Il battito cardiaco di una galassia ci dice quanto è vecchia**

La situazione di calma dura poco. Le prime stelle iniziano ad avvicinarsi alla loro “morte” (anche se sappiamo che la "vera" morte non esiste nell’Universo). Il loro cuore è costretto a pulsare in modo più frenetico o, quantomeno, non può passare inosservato. Una specie di ansito che si manifesta in oscillazioni luminose con periodi più o meno corti. Le stelle in questione hanno lasciato la sequenza principale e sono diventate stelle variabili.

Di variabili ce ne sono tante, ma hanno una caratteristica comune: il loro cuore pulsa in modo evidente. Lo farà anche il nostro Sole quando lascerà la sequenza principale. Cercherà di dilatarsi e poi di contrarsi, in una ricerca ormai impossibile di ritorno alla normalità. Anch’esso inizierà a pulsare. La galassia così tranquilla, un po’ alla volta, vedrà crescere il numero di “cuori” stellari in agitazione. Alla luminosità costante si sommerà un caotico ritmo cardiaco che accende e spegne stelle per tempi molto brevi.

All’aumentare dell’età della galassia cambia il segnale complessivo di queste pulsazioni. Cosa si potrebbe concludere, ragionando in modo semplice e un po’ infantile? Basta ascoltare il cuore dell’intera galassia e dovrebbe essere possibile capire la sua età. Come tutte le idee che sembrano troppo semplici, alla fine è vincente. Sfruttando questa idea teorica, ma che si basa sul dato di fatto che tutte le stelle, chi più chi meno, devono passare una fase di variabilità, manifestata dalla pulsazione del loro cuore, è stato possibile datare una galassia relativamente vicina, la M87.

Utilizzando osservazioni di Hubble su un arco di tre mesi, ci si è accorti che studiando singoli pixel delle immagini si notava molto bene una pulsazione particolarmente evidente che si staccava dalla luminosità costante di fondo. L’insieme di tutti i cuori non annullavano le pulsazioni singole, ma creavano un ritmo che aveva un andamento quasi periodico. Il cuore di ogni singola stella morente contribuiva a  formare un unico cuore galattico. Si è lavorato duro per studiare questa sovrapposizione di battiti ritmici e alla fine si è arrivati a conclusioni davvero esaltanti.

I modelli costruiti, variando il tipo di pulsazione, il loro periodo e intensità, il numero più o meno grande di certi tipi di pulsazione, e molte altre cose,  hanno portato a conclusioni che le osservazioni di M87 riproducevano molto bene. Il cuore della galassia rispecchiava  i ritmi dei cuori stellari. In poche parole, e senza entrare in dettagli un po’ troppo complicati, il tipo di battito galattico dava chiare indicazioni sul tipo di cuori stellari che stavano battendo tutti assieme e, come risultato finale, sull’età dell’intera galassia.

La galassia ellittica M87, situata a 53 milioni di anni luce da noi. Essa si trova al centro dell’ammasso della Vergine. I battiti cardiaci delle stelle variabili al suo interno ha permesso di determinarne l’età attraverso un metodo nuovo e di una semplicità quasi disarmante. Fontet: NASA, ESA, e Hubble Heritage Team
La galassia ellittica M87, situata a 53 milioni di anni luce da noi. Essa si trova al centro dell’ammasso della Vergine. I battiti cardiaci delle stelle variabili al suo interno hanno permesso di determinarne l’età, attraverso un metodo nuovo e di una semplicità quasi disarmante. Fonte: NASA, ESA, e Hubble Heritage Team

 

Ricordiamo, infatti, che più una galassia è vecchia e più diminuiscono le nascite frenetiche e sono le stelle di massa minore che dominano il ritmo cardiaco. In parole molto semplici, più una galassia è giovane e più forte è il suo battito cardiaco (niente di così straordinario anche nella nostra vita di tutti i giorni…).

Se nessun disturbo esterno viene a modificare la vita galattica, ci si può aspettare un affievolimento progressivo del battito cardiaco globale e la galassia entra in una fase di “morte” apparente. Diciamo apparente, dato che sappiamo che ben difficilmente una galassia riesce a non interagire con le sue compagne di viaggio… In ogni modo, anche senza aiuti esterni, l’arresto cardiaco definitivo non dovrebbe avvenire prima di almeno cento volte l’età dell’Universo. Una galassia è dura a morire!

Devo ammettere che ho semplificato di molto il lavoro che, però, si basa su una geniale semplicità che sembra far dire: “Come  abbiamo fatto a non pensarci prima?”. La parte concettuale è, infatti, quasi banale. Sappiamo benissimo che le stelle iniziano a pulsare in certi periodi della loro vita. Sappiamo anche che queste pulsazioni sono di intensità tutt’altro che trascurabile. Come non pensare allora di osservarle direttamente nelle galassie?

Così è stato fatto e la risposta affermativa sembra quasi un uovo di Colombo. La seconda parte è sicuramente più complessa e si basa sulla capacità di quantificare e di valutare le differenze del ritmo generale dovuto a tanti singoli battiti diversi. La galassia in questione, M87, non è certo diversa dalle altre ed è, quindi, facile immaginare che il metodo possa essere applicata a molte altre città cosmiche: basta auscultarle!

La relatività semplicità del concetto di base mi fa pensare che siamo di fronte a una ricerca veramente di punta! Per il momento possiamo dire che l’età di M87 è risultata di circa 10 miliardi di anni, più o meno in accordo con le stime precedenti.

Articolo originale QUI

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