Che la legge di gravità così come l’ha pensata Newton non spiegasse tutti i meccanismi della fisica cosmica è cosa assodata. La legge di gravità rimane però la forza dominante sulla grande scala astronomica. Eppure quanto accade alle stelle che fanno parte affollato giovane ammasso stellare non può essere semplicemente spiegato con la forza di gravità.È la conclusione a cui è giunto un gruppo di astronomi analizzando i dati dell’osservatorio spaziale Hubble sull’ammasso stellare NGC 1818, sito nella Grande Nube di Magellano, una galassia satellite della nostra Via Lattea. I ricercatori del Kavli Institute per astronomia e astrofisica dell’Università di Pechino hanno infatti notato più sistemi binari orbitanti alla periferia dell’ammasso piuttosto che al centro, il contrario di quanto si aspettassero.
Il lavoro sarà pubblicato il prossimo 1 marzo su Astrophysical Journal e appare oggi on line.
In un ambiente dinamico come quello di un ammasso stellare, le stelle più massicce si ritiene debbano gravitare attorno al centro dell’ammasso, quando “spingono via” quelle di minore massa, perdendo così energia, spiega il primo autore dello studio Richard de Grijs. Questo spinge le stelle più massicce ad essere “risucchiate” verso il centro dell’ammasso, mentre le stelle di minore massa acquistano energia e si collocano su un’orbita a maggiore distanza dal centro dell’ammasso. Gli astronomi chiamano questo processo “segregazione di massa”.
Detto questo, quando i ricercatori del Kavli Institute hanno studiato meglio i sistemi binari all’interno di NGC 1818, si sono trovati di fronte ad una struttura assai più complessa.
La maggior parte delle stelle negli ammassi va a formare sistemi binari che inizialmente sono così vicini l’uno a l’altro che la loro interazione porta alla distruzione di alcuni di essi. In altri casi si scambiano le stelle compagne. Gli astronomi si aspettavano che lo stesso criterio che porta le stelle più massicce di un ammasso a gravitare intorno al nucleo dell’ammasso stesso, si sarebbe dovuto applicare anche ai sistemi binari, visto che hanno mediamente una massa maggiore di una singola stella.
Quando invece hanno scoperto che erano più numerose le stelle binarie in “periferia” che al centro, superato lo sconcerto iniziale, sono arrivati alla conclusione che quelli chiamati sistemi binari “soft”, nei quali le due stelle orbitano una intorno all’altra a grande distanza, finiscono per essere distrutti dagli incontri con altre stelle nell’affollata zona centrale dell’ammasso. Al contrario sistemi binari con orbite molto più vicine sopravvivono meglio all’incontro con altre stelle in ogni parte dell’ammasso stellare. E questo giustificherebbe la presenza di maggiori sistemi binari lontani dal centro.
Una mappa della distribuzione radiale dei sistemi binari non era mai stata fatta per un ammasso così giovane con NGC 1818, che ha un’età tra i 15 e i 30 milioni di anni. Sarebbe comunque difficile perché non ci sono giovani ammassi nelle vicinanze della nostra Via Lattea. Questo nuovo risultato fornisce nuove conoscenze utili a teorizzare meglio i processi che regolano l’evoluzione degli ammassi stellari.
“Le interazioni estremamente dinamiche tra le stelle in un ammasso complicano la nostra comprensione della gravità”, aggiunge Chengyuan Li, “è necessario studiare l’intera fisica di quell’ambiente per comprendere che cosa vi accada. e le cose sono di solito più complesse di quello che appaiono”.